La integración de energías limpias en la construcción
Escrito por Jesús Del Val
En octubre de 2018, ennomotive lanzó un desafío que buscaba una solución alternativa a la cal para el secado de tierra durante la construcción de carreteras.
Durante 6 semanas, 54 ingenieros de 30 países participaron en el desafío y entregaron diferentes soluciones. Tras una minuciosa evaluación, las soluciones que mejor cumplían los criterios de evaluación eran obra de Jesús Del Val, de España, y de Andrés Alonso Quintanilla, también de España.
ennomotive le pidió a Jesús un artículo sobre un tema de su interés y en este texto comparte sus ideas sobre las tecnologías energéticas verdes que se pueden utilizar en construcción.
Frecuentemente oímos sobre la influencia del ser humano en el calentamiento del planeta por los gases de efecto invernadero, principalmente el CO2.
Sin duda, todos nos hemos preguntado qué podemos hacer desde una posición individual para contribuir de forma positiva a la lucha contra el calentamiento global. Tenemos una posibilidad cercana dado que la vivienda contribuye con un 7% al calentamiento global.
Se indican varias técnicas y soluciones disponibles actualmente pero que creo no están difundidas al usuario final.
Es importante conocerlas para poder seleccionar, dentro de la gran variedad de posibilidades y ofertas, cual es la mejor solución a la cuestión de la energía en una vivienda según cada caso particular. Y veremos que no es simple.
Consideraciones importantes
Es incuestionable que a efectos energéticos tanto las circunstancias posicionales de la vivienda, el uso, como los criterios constructivos y los materiales son claves para la correcta gestión de la energía necesaria en la habitabilidad de las viviendas. Es importante considerarlos tanto en el momento de decidir una construcción nueva, una adquisición o una rehabilitación.Consideraciones de la construcción
SITUACIÓN y ORIENTACIÓN Efectivamente, la situación de la vivienda tiene una importancia decisiva en virtud de la variación de la potencia/m2 que llega en irradiación al suelo en función de la latitud. La orientación, respecto al eje Norte-Sur, también tiene una gran importancia tanto si queremos utilizar esa radiación como si la queremos evitar. ¿UNIFAMILIAR O COLECTIVA? Esta característica es importante debido a las implicaciones energéticas que aparecen, concretamente por la cantidad de superficie captadora de energía solar y otras posibilidades. MATERIALES: ESTRUCTURALES Y DE CERRAMIENTO Mucho se habla del tipo de materiales y es importante atender al ciclo de vida de los productos. Existe una viva discusión entre los defensores de la madera, el acero y el hormigón y otros materiales no tan habituales. Es importante tener en cuenta varios factores aparte de los análisis primarios, por ejemplo, durabilidad, mantenimiento, influencia respecto a agentes accidentales (fuego, agua, insectos, tornados,...), y propiedades que contribuyen a mejorar las condiciones climáticas de forma indirecta (aislamiento térmico, inercia térmica,…) La discusión y la selección no es sencilla. Incluso frecuentemente es necesario combinar varios materiales alejándonos de la exclusividad de un tipo de material constructivo. CRITERIOS CONSTRUCTIVOS EN RELACIÓN A LA DEMANDA DE ENERGÍA Este aspecto ha evolucionado ampliamente en los últimos años desde los inicios de los sellos LEEDS, BREEAM, hasta los más exigentes como los de nZEB y PASSIVHAUS. Por ejemplo, si nos fijamos, en este último los criterios constructivos o principios (fuerte aislamiento, hermeticidad, eliminación de puentes térmicos, aprovechamiento del calor en la renovación del aire) entran dentro de la lógica, sobre todo en climas extremos.Técnicas disponibles
Se indican brevemente las técnicas más utilizadas sobre la gestión de energías primarias y renovables. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la variabilidad y temporalidad de las energías renovables necesitan frecuentemente de una correcta gestión de esa energía y es necesario, despreciarla, transferirla o almacenarla con los problemas inherentes a cada uno. Por ello frecuentemente se emplean de forma combinadas algunas de ellas.- SOLAR TÉRMICA
- Esta es la más antigua de las técnicas de aprovechamiento de la energía solar en las viviendas.
- Sencillo, pero su control es complicado dado que en las épocas de alta irradiación solar se produce un exceso de calor que no es fácil gestionar.
- Se han desarrollado sistemas de almacenamiento inter estacionales pero hay que valorar la inversión a realizar.
- En estos casos, se combina con bombas de calor.
- Incluso generación de frío con bombas de calor de absorción.
- Para saber más sobre este tipo de energía, lee este folleto informativo del Ministerio de Economía español.
- SOLAR FOTOVOLTAICA.
- Con esta técnica obtenemos directamente electricidad, este tipo de energía es más fácil su gestión, su difusión y aplicación es muy alta.
- Para maximizar la eficiencia energética renovable se combina frecuentemente con bombas de calor, aerotermia e incluso geotermia.
- En este artículo puedes leer acerca de viviendas reales que utilizan la solar fotovoltacia, entre otras.
- BOMBAS DE CALOR
- El éxito del sistema consiste que a diferencia del efecto Joule (resistencias), en las condiciones habituales estas máquinas generan del orden de un 70% más de energía térmica que la eléctrica que consumen en término medio, concepto definido como COP en estas máquinas.
- Estos valores son bastante variables y dependen de si el foco frío es el aire (Aerotermia) u otro medio más estable térmicamente como es el subsuelo (Geotermia).
- Lee más acerca de la bomba de calor y su funcionamiento en este artículo.
- AEROTERMIA
- El objeto es extraer el calor que existe en el aire exterior de la vivienda e inyectarlo en el interior.
- Habitualmente se configuran como sistema aire/agua.
- Se pueden utilizar para generar ACS y calefacción.
- Normalmente la temperatura del agua caliente queda en el rango de los 60ºC.
- Puedes aprender más sobre aerotermia leyendo este caso práctico de una vivienda unifamiliar que utiliza esta energía.
- GEOTERMIA
- Técnica con el mismo sistema de bomba de calor que la Aerotermia pero que utiliza como foco de captación de calor el que se mantiene en el interior del subsuelo.
- Existen varios tipos según la profundidad de captación del calor.
- No siempre es posible implantar un sistema Geotérmico dado las situaciones físicas de las viviendas.
- Sin embargo, las ventajas de estabilidad y mejora de rendimiento energético del sistema frente a una Aerotermia la hacen muy interesante.
- Puedes leer más sobre geotermia en este artículo que cuenta la historia de una vivienda unifamiliar que consiguió ahorrar un 70% de consumo energético.
- BIOMASA
- Los sistemas de biomasa conocidos se utiliza la madera o residuos de madera acondicionados.
- Es una fuente renovable de energía e incluso ligada a la economía circular.
- Sin embargo, hay que tener en cuenta que el proceso es una combustión que genera CO2 dentro del ciclo vital (no fósil) pero que también pueden aparecer compuestos inquemados y partículas microscópicas volantes de diversa composición y es necesario la gestión de las cenizas.
- La utilización de este tipo de combustible está muy ligada a casa unifamiliares y a instalaciones comunitarias.
- Lee más acerca de cómo se emplea la biomasa en viviendas en este artículo.
- HIDRÓGENO
- El hidrógeno no es una fuente de energía primaria, pero es creciente el interés en la difusión de su tecnología y sus aplicaciones.
- El hidrógeno no existe en la naturaleza para utilizarlo si no que se genera, idealmente por ahora, por electrólisis del agua.
- Frecuentemente se considera la solución de sistemas de almacenamiento de energía basados en hidrógeno en viviendas e instalaciones aisladas de la red.
- Todavía la tecnología del hidrógeno está poco extendida, aunque técnicamente se considera fiable técnicamente y se considera que tendrá amplia implantación.
- Lee más sobre el hidrógeno como energía limpia aplicada a viviendas en The Hydrogen House Project.
Conclusiones
- Las acciones y decisiones personales tienen importancia para la lucha del cambio climático.
- Respecto al tema de la vivienda, las prioridades a la hora de abordar el tema energético son diferente si es el caso de una vivienda de nueva construcción o si es de una rehabilitación.
- En vivienda nueva, la decisión del sistema de climatización es importante pero no es excesivamente trascendental dado que las consideraciones de aislamiento, habitabilidad, etc…estarán contempladas por la normativa aplicable y, en este momento, avanzada. Independientemente que siempre se puede ir a sistema más avanzados (NZEB, Passivhaus).
- En rehabilitación, es transcendental que dicha rehabilitación se efectúe con un criterio de gestión de la energía y aquí sí intervienen muchos aspectos: ventanas, persianas, puertas, hermeticidad, aislamiento suplementario, materiales empleados y sistemas de calefacción/climatización. Pero lo que está muy claro es que lo más importante es que la rehabilitación esté dirigida hacia una mínima necesidad de energía primaria actuando sobre los elementos constructivos, principalmente el perímetro de la vivienda. Y no siempre es sencillo…confíe en expertos.