Las tecnologías, en general, están cambiando exponencialmente y los requerimientos del mercado son más exigentes. La economía, por otro lado, es cada vez más estrecha; los clientes exigen más por menos y el medioambiente toma un papel preponderante. ¿Cómo deben responder los sistemas de climatización a todo esto?
Alejandro Lirusso
Volver a lo básico o back to basic es una estrategia para hacer más eficiente el uso del aire acondicionado, mediante el monitoreo, control inteligente y sensores de presencia, con los cuales es posible alcanzar una reducción energética de más del nueve por ciento. ¿Pero a qué se refiere volver a lo básico exactamente? ¿No sería algo más básico abrir las ventanas?
La respuesta puede ser una sorpresa, pues “lo básico” no es tan básico como parece, ya que para disminuir el consumo energético se aumenta más tecnología a la tecnología ya existente. Lo anterior podría parecer más bien un back to business, lo cual causa puntos contradictorios capaces de sembrar inquietudes y tambalear criterios arraigados en una zona de confort.
Hay momentos en que es totalmente necesario utilizar algún sistema mecánico para la climatización, pero debe ser utilizado después de agotar eficientemente los recursos pasivos. El aire acondicionado y la bioclimática son temas que no deben ser considerados de manera aislada a los medios mecánicos, porque ambos son una parte fundamental del concepto de climatización integral, es decir, pueden brindar confort junto a el análisis del proyecto, la bioclimática, los sistemas pasivos, la adaptabilidad de los habitantes, así como los sistemas mecánicos. Por lo tanto, la climatización conlleva muchos aspectos que deben englobarse, aunado el mismo aire acondicionado.
El confort eficiente consiste en lograr que los habitantes se sientan confortables mediante una climatización integral que utilice la menor merma de recursos posibles, entendiéndose como recurso no sólo el uso de cualquier energético o insumo, sino también sus efectos secundarios. Se trata pues de lograr un confort sin derroche.
Un ejemplo de la aplicación de este concepto está en la Reserva de la Biosfera de Sian Ka’an, en Quintana Roo, donde se diseñó uno de los primeros proyectos que buscan la certificación Living Building Challenge, la más exigente actualmente, ya que dentro de sus múltiples mandatos exige una generación con energías renovables mínima del 105 por ciento del consumo eléctrico del proyecto. El ahorro energético del aire acondicionado, claro está, se convirtió en un elemento crucial, para lo cual se aplicó un sistema de ventilación cruzada natural en las habitaciones, que permitió utilizar el sistema de aire acondicionado sólo en agosto, mes en el que no se tiene viento.
Un proyecto para cada caso
Uno de los problemas de la climatización son las recetas prestablecidas, también llamadas reglas de dedo, que han sobredimensionado las instalaciones, al atribuirle la corona del mayor consumo energético de muchos edificios. Estas fórmulas tienden a repetirse por múltiples razones, a pesar de que ningún proyecto se comporta igual. Seguir las recetas sin cálculo específico, sin un modelado y con base en la experiencia implica un sobredimensionamiento, simplemente porque se considera el famoso “factor miedo”.
Así, podemos decir que el acondicionamiento usual o tradicional es multiplicado por el acondicionamiento activo conocido por el “factor miedo”. La fórmula anterior no incluye varios aspectos para una climatización confortable: las características climáticas, espacios, aislamiento, zonas de transferencia, técnicas pasivas de mitigación, etcétera. Pero sobretodo, se pierde el desafío de descubrir nuevas formas y tecnologías para resolver viejos problemas.
Proceso de Diseño Integrado
El concepto de Proceso de Diseño Integrado (IDP, por sus siglas en inglés) plantea la necesidad de evolucionar de un modelo tradicional en el que el proyecto transita de forma lineal desde el arquitecto hacia los especialistas, hacia un proceso integrado en el que todos los miembros del equipo de diseño trabajen en forma colaborativa desde el inicio.
Este proceso ha sido adoptado últimamente en muchos proyectos, en especial, en aquellos que involucran alguna certificación, ya que se incluye como mandatos en algunas de ellas. Además, tiene la gran ventaja de compaginar la arquitectura con las ingenierías desde el concepto, lo cual brinda al diseño de climatización la posibilidad de formar parte, incluso, de la personalidad del proyecto.
La noción de IDP se basa en el entendimiento del proceso de diseño para proponer soluciones parciales a los problemas fragmentados hasta alcanzar la solución general, además de que los arquitectos e ingenieros pueden aproximarse al diseño desde perspectivas opuestas dentro de una reunión global llamada charrette o workshop.
Luego, para que el IDP ocurra no basta con una aproximación metodológica, sino que es necesario comprender los cambios de paradigmas que comparten conocimientos y habilidades, además de un lenguaje y fin común.
Este método asegurará que desde el inicio se discutan todos los asuntos que se puedan prever y que tengan un impacto significativo en el desempeño sostenible del diseño del proyecto. El IDP resulta en un enfoque de sistemas integrados, y conlleva resultados positivos con altos niveles de rendimiento del edificio y de su construcción. En el libro The Integrative Design Guide to Green Building de Bill Reed se comenta un ejemplo sobre el índice de reflectancia de la pintura y su contribución a la reducción del consumo eléctrico del sistema de aire acondicionado, esto porque al haber más iluminación natural se redujo el uso de las lámparas encendidas y, a su vez, hubo menos temperatura dentro del área de trabajo.
Estándares de confort
Los estándares actuales de confort térmico y los modelos que los sustentan son igualmente aplicables a todos los tipos de construcción, ventilación, patrón de ocupación y zona climática. Un reciente proyecto de investigación patrocinado por la ASHRAE RP-884 evaluó críticamente estos supuestos, por medio de un análisis estadístico a estudios de confort de todo el mundo. Los resultados reportados indicaron una clara dependencia de las temperaturas de confort interno de las temperaturas externas, especialmente en edificios que funcionaban libremente o eran ventilados naturalmente. Estos hallazgos destacan el potencial para la reducción de los requerimientos de energía de enfriamiento, mediante el diseño de ventilación natural o híbrida, además de que alientan revisiones significativas del estándar de comodidad de ASHRAE en términos de prescripciones climáticamente relevantes.
Gracias a esto, se empezó a revisar conceptos como el Modelo de Confort Adaptativo (Adaptive Comfort Model), en muchas zonas climáticas moderadas del mundo. Las revisiones aceptadas recientemente acerca de las condiciones ambientales térmicas de ASHRAE 55 para la ocupación humana incluyen un nuevo estándar de confort adaptativo (ACS), el cual permite temperaturas interiores más altas para edificios ventilados de forma natural durante el verano y en zonas climáticas más cálidas.
Conocer las condiciones específicas de confort térmico para cada clima y tipo de población favorecen el diseño de edificaciones más habitables. Expresar estas condiciones en un modelado en función de la temperatura y la humedad relativa, facilita a los diseñadores relacionar directamente las condiciones de confort con estrategias pasivas y, posteriormente activas, de acondicionamiento ambiental para edificios. Este modelado toma en cuenta las características bioclimáticas y la capacidad de los habitantes para adaptarse a estas condiciones, así como a las soluciones de técnicas pasivas, ampliando el aspecto de confort dentro de los parámetros tradicionales.
Así es que esta herramienta podría ser utilizada en todo diseño de climatización para integrar técnicas pasivas en el modelo, al tiempo que se revisa el impacto de éstas dentro del dimensionamiento de los equipos de climatización mecánicos y los ahorros en la operación de los mismos.
Certificar o no certificar
Toda certificación implica beneficios para cualquier proyecto, en especial para su óptimo performance, por lo cual hay que dejar el temor a lo desconocido y asimilar las directrices que proponen mejoras, ahorros, seguridad y plusvalía para el proyecto.
Es importante basarse en una certificación para el diseño de un edificio, ya que sirve como una guía de buenas prácticas, de manera que, si se decide obtenerla, el edificio se encontrará tan bien diseñado que no tendrá problemas para aprobarse.
Algunos de los aspectos que las certificaciones y las normas introducen de manera obligatoria en los diseños actuales de climatización son los rangos para la medición de la calidad del aire, el aislamiento en el envolvente, la temperatura de confort, las protecciones de asoleamiento, los intercambios de aire, flush-out antes de la ocupación, sensores y mediciones, entre otros.
Por supuesto, en este conjunto de criterios a seguir para la elaboración de un proyecto, el factor económico es determinante, es decir, si el edificio será operado por los dueños buscará ahorros a largo plazo, pero si será vendido o la operación estará a cargo del arrendatario entonces se buscará la menor inversión. Este dilema debe ser tomado en cuenta por el diseñador de climatización, sin que se desvirtúen las bondades del proyecto, para justificar la implementación de ciertos criterios basados en las certificaciones.
El comisionamiento es la función de quien revisa que los criterios encomendados por el cliente se lleven a cabo, muy en especial en lo que se refiere a la climatización. Esa figura es un aliado para el proyecto porque buscará que se tomen las mejores decisiones con el fin de mejorar el desempeño y ahorrar en el funcionamiento del proyecto. Por eso es importante considerar válvulas con medición de presión diferencial para poder realizar un comisionamiento certero, de manera que evite sobredimensionar y derrochar energía durante la operación.
Evolucionar o morir
En 1998, Kodak tenía 170,000 empleados y vendía el 85 por ciento de todas las fotos en papel del mundo. En muy pocos años, su modelo de negocio desapareció llevándolo a la quiebra. Lo que le pasó a Kodak le va a pasar a muchas industrias en los próximos 10 años, sin embargo, las cámaras digitales fueron inventadas en 1975 con tan solo 10,000 pixeles, pero siguieron la Ley de Moore. Gordon Moore de Intel predijo en 1965 que las nuevas tecnologías (procesadores) doblarían su capacidad cada 24 meses, convirtiéndose en un crecimiento exponencial; como todas las tecnologías exponenciales, las fotos digitales fueron una desilusión por largo tiempo antes de que fueran superiores hasta convertirse en tendencia en pocos años, dejando atrás la película y las fotos en papel.
Los fabricantes de sistemas de climatización deben revisarlos desde su concepción básica para ofrecer sistemas integrales e integrados. La climatización ya no será en el futuro como la conocemos: la expectativa del usuario es que el confort sea totalmente invisible, no deba llevarlo a tomar ninguna acción y, al mismo tiempo, no le cause ninguna afectación en su salud y bienestar, como tampoco al medioambiente o a su bolsillo.
Es inminente la integración de la climatización con otros sistemas requeridos para el funcionamiento y operación de cualquier edificación como la generación de energías limpias y el calentamiento de agua. La eficiencia del sistema es un punto crucial, no sólo realizando un dimensionamiento profundo y exacto, sino también introduciendo nuevas tecnologías y equipos a la ecuación. Por ejemplo, el uso de accesorios y equipos que optimicen el performance, como las válvulas de balanceo automático, los recuperadores de calor para otras aplicaciones, el uso de vigas frías, sistemas por desplazamiento o cámara plena por piso, bombas de calor por agua o aire, inyección colada en firme del piso, ductos preinyectados de poliisocianurato con aluminio, chillers con CO2 como refrigerante, ventanas con doble vidrio, compresores VRV/F, etcétera.
Es indiscutible que se está gestando una revolución en la concepción de productos y el diseño industrial. Actualmente se ha pasado de una economía lineal a una de reciclaje y la tendencia es hacia una economía circular. Es decir, un ciclo económico donde los productos puedan reconvertirse, después de su obsolescencia, en ese mismo producto otra vez. El reuso y rehabilitado de partes se programa desde el diseño mismo del producto para que pueda tener vida nueva.
La revolución de lo básico
La climatización debe revolucionarse desde lo básico. Es necesario reflexionar la manera en que se aplica y cambiar el punto de vista hacia un ámbito más integral, ya que no puede quedarse en sólo hacer más eficiente el consumo de energía eléctrica con la tecnología actual del aire acondicionado. Necesita trascender, ir más allá que dimensionar el proyecto sólo por un parámetro de toneladas por metro cúbico. Los fabricantes, y en especial los diseñadores, en este sentido, deben dar un vuelco y revisar desde el principio los aspectos básicos de diseño, operación y funcionamiento, así como los aspectos de ciclo de vida de los equipos, incluyendo el uso de gases.
Los diseñadores deben profundizar en la bioclimática para reconvertir cada proyecto según los requerimientos de la propia arquitectura; sacar el mayor provecho pasivo antes de pensar en la climatización mecánica; exigir el aislamiento para poder dar un performance eficiente; demostrar las eficiencias y derroches en cada escenario; arriesgarse a las nuevas tecnologías usando la imaginación y dejando la receta habitual dentro de su zona de confort; olvidar reglas paramétricas y evaluar cada proyecto en particular con sus características propias y únicas.
Los fabricantes están obligados a evolucionar integralmente los sistemas actuales, no sólo aplicar variadores o nuevos gases que reduzcan en un porcentaje los contaminantes. Es necesario una reconversión conceptual total que consiste en pensar en integrar la climatización con la generación de energía eléctrica y de agua caliente para todos los requerimientos.
Si ya se comercializan ciertas combinaciones de climatización-agua caliente y de energía-agua caliente, ¿por qué no lograr un solo centro de energía para todos los requerimientos dentro un mismo proyecto? Los gases de refrigeración han sido el talón de Aquiles de la industria por años, ¿en serio no hay ninguna otra tecnología que pueda sustituirlos?
Los cambios tecnológicos tardan unos pocos años en madurar, pero una vez dentro del mercado evolucionan exponencialmente. La climatización está entrando en una reconversión forzada por el cambio actual de las consciencias y los criterios económicos; se están sacudiendo los paradigmas en muchos ámbitos tecnológicos y la climatización no es la excepción; hay que cultivar la resiliencia, adaptarse y tomar la vanguardia, no es un cambio superficial, es una revolución de base, es realmente un back to basic.
[author ]Alejandro R. Lirusso Mémoli
CEO del grupo LifeFlow y bioe, empresas que diseñaron los primeros proyectos en América Latina bajo el concepto de Living Building Challenge, Net Positive Energy, certificación WELL, LEED GA, EDGE E&A, WELL AP, PCES IA. Es miembro y vicepresidente de SUMe (Mexico’s World Green Building Council), del Al Gore’s Climate Reality Project, fue presidente de CUBE (ONG) y Co-chair del Latinamerican Living Future Council. En 2015 fue galardonado como Living Future Hero por el International Living Future Institute.[/author]
