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REHABILITACIÓN ENERGÉTICA

Si nos basamos en los datos del gobierno, en los que se afirma que en la actualidad, “más del 58 % del parque edificado es anterior al año 1980 y existen, aproximadamente, 25 millones de viviendas, de las que la mitad tienen más de 30 años y cerca de 6 millones cuentan con más de 50 años”, además “casi el 58 % de nuestros edificios se construyó con anterioridad a la primera normativa que introdujo en España unos criterios mínimos de eficiencia energética: la Norma Básica de la Edificación NBE-CT-79”, no cabe la menor duda de que considerando los objetivos europeos y por lo tanto nacionales, son necesarias una serie de medidas de rehabilitación que permitan reducir el consumo de energía y que reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero producidos en el sector, es pues prioritario mediante la rehabilitación, aplicar una serie de medidas para lograr una renovación del parque edificado.

Para lograr los objetivos marcados a nivel europeo (Directiva 2012/27/UE, relativa a la eficiencia energética), es necesaria una estrategia a largo plazo, siendo la fecha limite el 2020. Como ya hemos estudiado, la importancia de una correcta ejecución de los diferentes elementos que componen los sistemas constructivos, así como las características de los materiales aislantes que se utilicen es clave para reducir la situación de insostenibilidad actual en la que se encuentran más de la mitad de los edificios en España.

De modo que la rehabilitación, renovación y aplicación de los diferentes sistemas que se han estudiado a lo largo de las distintas entradas ya publicadas pueden suponer importantes ahorros energéticos, decantándonos por la rehabilitación en lugar del derribo, ya que supondrá un menor impacto ambiental y sobre todo se logrará prolongar la vida útil de esas edificaciones.

Quisiera recordar que todo lo que se ha defendido durante todas las publicaciones referidas al tema, va dirigido a la mejora de las condiciones de habitabilidad, sin olvidarnos de la mejora de la eficiencia y el objetivo claro de reducir la dependencia energética de fuentes de energía convencionales. Para lograr alcanzar niveles máximos de confort, así como aprovechar al máximo la energía producida, hay que destacar la importancia capital que tiene la correcta ejecución de la envolvente del edificio, de nada sirve aplicar los mejores sistemas de generación más renovables y eficientes, si la envolvente es ineficiente desde el punto de vista energético.

En el código técnico podemos encontrar 2 tipos de envolventes, la envolvente térmica y la edificatoria, ésta última “se compone de todos los cerramientos del edificio”, mientras que la envolvente térmica “está compuesta por lo cerramientos que limitan espacios habitables con el ambiente exterior (aire, terreno u otro edificio) y por todas las particiones interiores que limitan los espacios habitables de los no habitables que a su vez estén en contacto con el ambiente exterior

Tal y como hemos visto la normativa aplicable en nuestro país en relación a las condiciones de la edificación en cuanto al consumo energético, es el Código Técnico de la Edificación, de manera más concreta su Documento Básico relativo al ahorro de energía (CTE-DB-HE1): “conseguir un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios reduciendo a limites sostenibles su consumo y conseguir asimismo que una parte de este consumo proceda de fuentes de energía renovable, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento”.

 

Envolvente Comparativa

Imagen: Cuantificación de la mejora del comportamiento térmico de la envolvente. Fuente: eHabilita

 

Por lo tanto, la rehabilitación energética deberá concentrar sus objetivos en la adecuación de las viviendas anteriores a la normativa vigente, pudiéndose lograr reducciones de entre 35 y el 70% dependiendo de la antigüedad del edificio.

Para lograr una disminución del consumo, mediante la reducción de la energía disipada al exterior, una solución cada vez más extendida en rehabilitación es la utilización de Sistemas de Aislamiento Térmico Exterior (SATE), principalmente se utilizan con el fin de minimizar las molestias para los usuarios. Son sistemas que se suministran como conjunto (kit), para asegurar la compatibilidad de todos los componentes, de este modo se reviste y aísla el exterior del edificio adaptándose a las geometrías del mismo, sin discontinuidades, con lo que se logra resolver la mayoría de los puentes térmicos.

 

Esquema SATE

Imagen: Esquema sistema de Aislamiento Térmico Exterior (SATE). Fuente: interempresas.net

 

Además de mejorar la envolvente térmica de la edificación, para conseguir la disminución del consumo se deben adoptar  medidas de distinta índole, resumiéndolas a continuación:

 

–        Reducción de la demanda energética, para lo que se consideran básicamente dos factores, la zona climática y las condiciones de la envolvente térmica de la edificación, basándonos en la capacidad de aprovechar las condiciones climáticas favorables mediante el diseño del edificio.

 

–        Mejora del rendimiento de las instalaciones e incorporación de energías renovables en la producción energética y reducir el consumo de agua. Basándonos en la aplicación de los Documentos básicos de HE.

 

–        Gestión energética. Utilización de sistemas de iluminación (LED), así como la utilización de electrodomésticos de bajo consumo, es decir, renovar de elementos que componen las instalaciones, además es aconsejable la aplicación de sistemas de control y seguimiento, domótica e inmótica.

 

Entre las diferentes intervenciones que se deben acometer para la mejora de la envolvente térmica cabe destacar el implemento de la capacidad aislante del cerramiento, suponiendo un periodo de amortización mayor que la mejora de las instalaciones, sin embargo son aplicaciones que combinadas generan una mejor respuesta, la simbiosis entre ambas es indudable, por lo que se procurará acometer ambas de  una manera equilibrada.

Si hablamos de instalaciones térmicas, cabria mencionar, como ya se ha hecho en anteriores ocasiones, los  sistemas de suelo o paramentos radiantes, este tipo de sistemas a diferencia de los tradicionales mediante radiadores, suponen una mejora en la  uniformidad de la distribución del calor en el local que se desee climatizar. Para su aplicación es aconsejable la utilización de materiales cerámicos de gran inercia térmica, siendo los más adecuados por sus características térmicas, no debemos olvidar que para emitir calor al local antes debe calentar toda la masa térmica del paramento.

 

Dispersion Suelo Radiante vs Radiadores

Imagen: Dispersión de suelo radiante y radiadores. Fuente: Soltermia Energies Renovables

 

Hecho este pequeño inciso, nos debemos detener y valorar, los factores de los que va a depender la elección de un sistema u otro, en cuanto a las instalaciones térmicas del edificio objeto de la rehabilitación.

Lo primero que tenemos que determinar y en lo que nos debemos basar, es en el estado en el que se encuentra la edificación objetivo de dicha rehabilitación, dependiendo de las necesidades primordiales, tras analizar y determinar que actuaciones son prioritarias. Por ejemplo, no tiene sentido instalar sistemas de suelos radiantes cuando tenemos un muro medianero en el que se están produciendo enormes pérdidas energéticas o una carpintería obsoleta. Además, es importante centrar la actuación en el sistema mediante el cual se genera la energía, dependiendo de las instalaciones ya presentes se deberá implementar un sistema acorde a la obtención de los rendimientos más adecuados de dicho sistema.

También, basándonos en la zona climática en las que se encuentre el edificio existirán unas mayores necesidades en refrigeración o en calefacción. Por último, es destacable el uso que se le dará al edificio, así como el presupuesto del que se dispone para ejecutar la actuación, de manera que se debe priorizar. Una buena manera de hacerlo es observar que aspectos de la certificación energética de la edificación en cuestión presentan mayores deficiencias.

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COGENERACIÓN

La cogeneración es un sistema de producción de energía basado en el aprovechamiento del calor generado durante un proceso, el principio de su funcionamiento es básico; La generación de energía convencional tiene una eficiencia del 35% mientras que se pierde el 65% de la energía en forma de calor residual. Actualmente mediante la generación de ciclo combinado se puede lograr un 55% de eficiencia teniendo en cuenta las pérdidas por transmisión y distribución de la electricidad. La cogeneración reduce estas pérdidas utilizando el calor residual generado por edificaciones industriales, comerciales y los sistemas de calefacción y refrigeración de los edificios de uso residencial. Por lo tanto, la cogeneración consiste en la generación simultánea de calor y energía térmica (vapor, agua caliente, agua fría para refrigeración, etc.), en los que ambos son aprovechados. Abarca un amplio abanico de sistemas, siempre incluyendo la electricidad como generadora de energía y un sistema de recuperación de calor.

De modo que un sistema de cogeneración va ligado a un centro consumidor de la energía térmica que se produce. Gracias a la reducción de las pérdidas, la cogeneración consigue mejorar la eficiencia energética de los sistemas, así como reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Al producir energía junto al punto en el que será consumida supone una reducción de la perdida energética que pueda suponer el transporte (“Efecto Joule”, aprox. 25 y 30%).

Estos sistemas generalmente son utilizados a gran escala en forma de plantas de cogeneración pero tienen otro tipo de aplicaciones principalmente industriales y en edificaciones de grandes dimensiones en los que se emplean aprovechando el calor para el calentamiento de agua sanitaria, calefacción o refrigeración (sistemas de absorción).

Se aprovecha mucho más la energía en grandes volúmenes que en su aplicación en viviendas residenciales de menor tamaño. Sin embargo, en algunos países del norte de Europa su uso es más generalizado mediante sistemas de micro-cogeneración.

Estos sistemas se pueden aplicar en:

  •        Dimensionamiento ACS
  •        Dimensionamiento ACS + Calefacción
  •        Enfriadora absorción (Frío solar)

 

Por lo tanto, este sistema es capaz de desempeñar simultáneamente funciones de generación de energía eléctrica y energía térmica en forma de vapor o para calentar agua, si además se utiliza para la producción de frio se denomina trigeneración.

No debemos olvidar que este tipo de sistemas a diferencia de los anteriores, durante su uso general aplicado a sistemas de energía convencionales, siguen produciendo emisiones de CO₂, aunque se reduzcan. Debido a que no se trata de un sistema independiente en sí, esto quiere decir que requiere de otro sistema que lo alimente, éstas emisiones pueden ser eliminadas si se combina con otras instalaciones basadas en fuentes de energía renovables, como es el caso de motores de biomasa o biogás.

Cogeneración

Imagen: Planta de cogeneración con biomasa en Vizacaya. Fuente: energías-renovables.com

Dicho esto, la cogeneración es compatible con:

  •        Fotovoltaica
  •        Eólica
  •        Geotermia
  •        Biomasa
  •        Enfriadora por absorción – trigeneración

Es incompatible con:

  •        Solar térmica

Dimensionar la cogeneración para cubrir ACS maximizando el número de horas de funcionamiento, cargas bajas y acumulación energética. Si se quiere incrementar su uso, calefacción + trigeneración.

GEOTERMIA

La energía geotérmica es aquella producida a partir del calor del interior de la Tierra. Consiste en perforar y posteriormente canalizar el agua y el vapor, que se encuentran a elevada temperatura a presión, para ello se utiliza una turbina conectada a un generador, con el que se produce finalmente la energía. Existen diversos tipos de energía geotérmica, según su mayor o menor temperatura, que van desde las de alta temperatura (150 y 400°C), pasando por las de media y baja temperatura (70 a 150°C y de 50 a 70°C respectivamente), son las utilizadas en las centrales eléctricas y se suelen ubicar en zonas activas de la corteza terrestre y cuencas sedimentarias aprovechando así el gradiente geotérmico.

Por último se encuentran las de muy baja temperatura, utilizadas para cubrir las necesidades de las edificaciones, ya sea en uso residencial, agrícola o urbano. Centrándonos en éstas últimas, las temperaturas que los fluidos pueden alcanzar rondan entre los 20 y 50°C y su uso más extendido es el de generación de electricidad o aprovechamiento del calor, como refrigeración por absorción y como calefacción o aire acondicionado.

Los sistemas de geotermia destinados a la edificación, en los que se aprovecha el calor del subsuelo que se mantiene homogéneo durante todo el año, con independencia de las condiciones meteorológicas externas, consisten en la perforación o excavación de la Tierra hasta una profundidad en la que su temperatura sea constante. En el caso del invierno, y debido a que la temperatura media del subsuelo es aproximadamente de unos 17°C, resulta más sencillo conseguir un confort térmico adecuado en nuestra edificación, mucho más asequible energéticamente hablando que si tuviéramos que lidiar con temperaturas muchos más bajas y también de manera inversa, si en el exterior la temperatura es de 30 a 40°C supondría un menor esfuerzo para la instalación reducir esa temperatura hasta una temperatura adecuada.

Este aprovechamiento energético se realiza mediante una bomba de calor geotérmica que se encuentra conectada a un circuito de intercambio de calor con el terreno y otro con la edificación, según de donde proceda se pueden distinguir dos tipos principales, las que aprovechan la energía del suelo o de lazo cerrado y las que utilizan las aguas freáticas conocidas como de lazo abierto.  La principal diferencia radica en que estas últimas no utilizan el mismo fluido y requieren de un pozo, que tenga el mismo sentido que el del flujo de la capa freática, de manera que se pueda devolver el agua después de su utilización.

Instalación geotérmica

Imagen: Instalación geotérmica uso de suelo, horizontal, vertical y suelo radiante. Fuente: soliclima.com

En la imagen superior pueden apreciarse las distintas soluciones que se pueden realizar con estos sistemas. Podemos encontrar instalaciones de lazo cerrado, en las que las sondas por donde circula el fluido transportador, por ejemplo agua y anticongelante, se entierran en contacto con la tierra. En el caso de los sistemas verticales se debe alcanzar una profundidad mayor (cimientos geotérmicos), sin embargo en el caso de los sistemas horizontales se requiere una superficie mayor pero no requieren de una gran profundidad de excavación. Su disfrute final puede aplicarse a los sistemas convencionales de calefacción o ACS, así como a los sistemas de suelos radiantes.

 

La Geotermia es compatible con:

  •        Dimensionamiento para cargas base de calefacción y refrigeración.
  •        Puede convivir con todas las tecnologías asegurándose un balance neutro energético en el terreno.
  •        Se adapta muy bien a sistemas radiantes (techos fríos, suelos refrescantes y radiantes) o radiadores de baja temperatura.