Además de reducir la facturación eléctrica, la selección y correcta instalación de un buen equipo de acondicionamiento colabora con la preservación de los recursos naturales.
Por Igor Mayorga Medrano,
Hoy en día, se ha enfatizado el estudio del tema de la sustentabilidad, edificios verdes, edificios inteligentes etc. Parte importante para estos conceptos son: la eficiencia y el ahorro energético de los sistemas que integran un edificio. Sin embargo, la ideología de muchos de los desarrolladores aún está enfocada en el costo inicial de sus construcciones, despreciando la calidad de los equipos, además del costo de operación y mantenimiento que representa la instalación de sistemas baratos y con poca eficiencia energética (el 80 por ciento del costo total de la vida útil del edificio es para la operación y mantenimiento del inmueble).
Entonces, ¿por qué ahorrar energía? Podemos considerar los siguientes aspectos importantes por los que debemos ahorrar y hacer uso eficiente de la energía:
- Tener menores costos al reducir el pago de la facturación eléctrica
- Preservar nuestros recursos naturales. Aunque existen sistemas de energía renovable para generar energía, la mayor parte de ésta se genera a partir de combustibles fósiles
Es importante mencionar que el ahorro de energía no significa dejar de utilizar el aire acondicionado, o estar en penumbras, lo que se busca es hacer uso racional de los mismos. Para esto, aquí se muestran 10 recomendaciones para lograr un ahorro energético:
1. Planeación y diseño del sistema de HVAC
En esta fase es donde se puede generar un ahorro mayor de tiempo y energía. Parte de los criterios importantes que impactan en el consumo energético se desarrollan, en un principio, desde la ubicación del inmueble, donde la latitud y altitud, la temperatura de bulbo seco y húmedo, y el clima juegan un papel muy importante según el uso que se le dará al inmueble. Adicional a esto, la arquitectura también tiene mucho que ver; por ejemplo, los espacios, la orientación, la relación de vidrio-muro del inmueble; los materiales de piso, techo, muros, etcétera.
Lo anterior sirve de base para elegir el mejor sistema de HVAC, normalmente, con un cálculo térmico. Es importante contar con todos los datos para no sobredimensionar o subdimensionar los equipos. Si esto sucede, el consumo energético puede ser mucho mayor, dado que hace que los componentes trabajen alejados de su punto de máxima eficiencia, disminuyendo la eficiencia global del sistema.
2. Aislamiento térmico
Un buen aislamiento en muros y techos ayuda a disminuir la carga térmica dentro del inmueble, lo que se traduce en equipos más pequeños y, por tanto, más baratos.
El aislamiento térmico se define como la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por conducción. Ésta se evalúa por la resistencia térmica que tienen. Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida, al paso del calor a través de ellos.
Los metales, por ejemplo, tienen una escasa resistencia térmica. Normalmente, los materiales de construcción, como los ladrillos, yesos y morteros, cuentan con resistencia media. Finalmente, aquellos materiales que ofrecen una resistencia alta son los aislantes térmicos específicos (lanas minerales, espumas plásticas, aislantes celulósicos, etcétera).
Otra forma de aislamiento que puede implementarse es el paisajismo. Los árboles y plantas, en lugares estratégicos, pueden desviar las corrientes de aire frío en invierno y proporcionar sombra en verano. Otro ejemplo, una franja de tierra con plantas entre la banqueta y los muros del inmueble pueden evitar la entrada de calor.
Esto definitivamente nos ayuda a ahorrar energía y dinero en el sistema HVAC, además de otros beneficios al medioambiente y calidad de aire, como es la generación de oxígeno y menos bióxido de carbono (CO2) en la atmósfera.
3. Eficiencia energética
Dentro de lo económicamente posible, escoger los equipos con mejor eficiencia, pues, aunque el precio inicial es alto, sus periodos de retorno de inversión son cortos.
La eficiencia energética engloba todas las acciones de mejoramiento que buscan minimizar el consumo de energía requerida, manteniendo o mejorando las prestaciones de servicio y calidad.
Para su registro y control, se utilizan indicadores de consumo de energía que mide qué tan bien se está aprovechando la energía disponible en la realización de un resultado. Un indicador de eficiencia energética se define como la razón entre un servicio, función, o valor entregado, y la energía convertida para proveerlo.
Según el Consejo de las Comunidades Europeas, en su directiva 92/75/CE, se definen siete clases de eficiencia energética, identificadas por un código de colores y letras, que van desde el color verde y la letra A, para los equipos más eficientes, hasta el color rojo y la letra G, para los equipos menos eficientes.
Existen también otros programas para promover los productos eléctricos con consumo eficiente de electricidad, como Energy Star, un programa de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, creado en 1992, o el Energuide, en Canadá.
4. Integración de Monitoreo y control para el sistema de HVAC
El monitoreo y control puede ser sencillo o complicado, según las necesidades del edificio y del cliente, desde un termostato hasta un BMS.
Normalmente, la temperatura óptima para evitar exceso de consumo energético es de 72° a 78°F (éstos pueden variar según la humedad del lugar). Cada ajuste por debajo de 78°F aumenta el consumo de energía en aproximadamente un 8 por ciento. Adicionalmente, hay que cuidar no colocar lámparas, televisores o cualquier dispositivo que genere calor cerca del termostato de su aire acondicionado. El termostato detecta el calor de éstos, lo que puede hacer que el aire acondicionado funcione más tiempo del necesario.
En el caso de la movilización del aire y fluidos se requieren ventiladores y bombas, pero no siempre se necesita la máxima capacidad de los mismos. Por esta razón, generalmente los sistemas operan encendiendo y apagando para mantener las condiciones deseadas (control on/off). Sin embargo, esto, en relación a un control continuo, demanda un mayor consumo eléctrico.
Variando la velocidad de giro de un ventilador o una bomba se puede tener el flujo justo requerido, minimizando el consumo de energía.
- En el caso de la ventilación es de particular utilidad la regulación de caudal para:
- Regular las condiciones de confort mediante el control del caudal de aire
- Flujo de aire acondicionado de precisión (data centers u hospitales)
- Mantención del caudal de aire a pesar de filtros sucios (hospitales, clínicas, laboratorios)
5. Pruebas de desempeño
Muchos de los problemas en las instalaciones HVAC se deben a una mala ejecución al instalar el sistema. Para prevenir problemas futuros y asegurarse del adecuado funcionamiento del sistema, puede implementarse un proceso de pruebas de desempeño.
Normalmente esta metodología se divide en dos etapas, preoperativo y operativo. En la primera, se verifica que todo esté instalado de manera adecuada (soportería, ductos, tuberías, difusores, etc.), además, es importante contar con la documentación necesaria para poder comparar los resultados (reportes de pruebas de fábrica, de arranque, balanceo de aire y agua, garantías etc.)
Para esto es recomendable que los instaladores sean técnicos especializados de aire acondicionado y en sistemas eléctricos, para las conexiones y cableados de los equipos.
Una vez verificado que todos los equipos cumplen con las condiciones preoperativas, se continúa con las pruebas operativas, la segunda etapa. Éstas siguen un protocolo donde se pone a prueba el desempeño por equipo y del sistema, simulando diferentes escenarios. Este es uno de los pasos dentro del proceso de commissioning, en el cual se pueden revisar con más detalle en el ASHRAE Guideline 0-2005 y el ASHRAE Guideline 1-2007
6. Evitar fugas de aire
Dentro de lo posible, hay que encontrar y sellar las fugas de aire en el inmueble, puede ser con cinta térmica o masilla. Esto reducirá la entrada y salida de aire por las grietas en ventanas, puertas y agujeros. El exceso de fugas de aire posibilita que el ambiente se sienta húmedo y con ráfagas de aire y, además, puede causar que la calefacción y la refrigeración resulten mucho más costosas.
7. Toldos, persianas o cortinas
Ya hablamos sobre el aislamiento térmico, pero sólo quedamos en los materiales opacos. Particularmente, para los vidrios, se tienen varios factores que impactan directamente en el cálculo térmico (el SHGC, Solar Heat Gain Coefficient, y el valor U, el cual se define como el inverso de la resistividad térmica del vidrio). Sin embargo, un vidrio térmico normalmente es costoso, por lo que una opción para implementar en edificios, con gran cantidad de vidrio, puede ser el uso de persianas, cortinas o toldos que eviten el paso de la radiación solar hacia los espacios interiores del inmueble.
8. Evitar equipos de segunda mano o antiguos
Los equipos usados normalmente tienen una eficiencia mucho menor que los nuevos. Además, muchos de los equipos de aire acondicionado viejos utilizan refrigerantes que destruyen la capa de ozono. Puede resultar mucho más costoso a largo plazo utilizar un equipo de segunda mano que adquirir uno nuevo.
9. Visión integral del inmueble
Como ya mencionamos, es importante considerar todos los aspectos que pueden impactar en el sistema de aire acondicionado. Es recomendable trabajar con un diseño integrado, es decir, donde exista un aporte multidisciplinario, el cual ayude a crear sinergias en beneficio del proyecto. Es importante escuchar y poner en práctica las opiniones e ideas de los arquitectos, diseñadores, contratistas e, incluso, si es posible, del staff de operación y mantenimiento.
10. Operación y mantenimiento periódico
La operación y el mantenimiento constante de los equipos de aire acondicionado representan uno de los costos energéticos más altos para las empresas, en cualquier tipo de inmueble. Es fundamental, para asegurar la comodidad de los empleados, la productividad del negocio y la calidad del producto.
Programar un servicio de mantenimiento habitual para el sistema de HVAC es muy recomendable. La periodicidad sugerida es cada año o de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. El mantenimiento habitual permitirá que su sistema funcione de manera más eficiente y que el consumo original no se incremente.
El uso diario de un sistema HVAC degrada la eficiencia del mismo. Con el paso del tiempo, el monitoreo permanente y los cambios de filtros reducen los costos energéticos y extienden la vida útil de los equipos. Mantener limpio el filtro ayuda a que el consumo energético de su aire acondicionado no incremente del 5 al 15 por ciento.
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Igor Mayorga Medrano
Egresado de la Universidad La Salle en ingeniería Eléctrica y de Sistemas Electrónicos. Cuenta con una maestría en ingeniería, con especialidad en Administración de la Construcción por la Universidad Iberoamericana.
Tiene cuatro años de experiencia en ingenierías electromecánicas y especiales, revisiones de diseño, planeación, consultoría, implementación y soporte en procesos. Ha ejecutado proyectos de ingeniería, preconstrucción, construcción y proceso de commissioning para sectores privados y públicos. Ha participado en diversos proyectos de LEED. Actualmente, labora como Commissioning Agent, en AKF México.
