lunes, 3 de agosto de 2009

En tiempos de crisis: Grandes Obras = Grandes Demandas de Energías

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por PABLO SILLS

A estas alturas, para nadie es novedad que enfrentamos una severa crisis energética y que esta vez, por su escala global, tiene comprometido nuestro desarrollo económico. Las razones van desde la dependencia de Chile de la energía importada, hasta la falta de previsión y de visión de futuro de algo que se veía venir.
El problema es que esta crisis también afecta de manera directa a las grandes obras que se han construido en los últimos 10 años, tanto en infraestructura como en edificios, y que se están enfrentando a este panorama que frena nuevas inversiones y, por ende, el crecimiento del país. Entonces, cabe preguntarse: ¿estamos preparados para diseñar edificios que soporten una crisis del petróleo? ¿Quedarán obsoletos aquellos que demandan más energía, al igual que lo que pasa en la industria automotriz con automóviles muy gastadores?
Como ya sabemos, en el diseño están las respuestas a los mayores ahorros de la demanda de energía para el funcionamiento (ver ca 133). Es el encargado de pensar en resolver de manera pasiva y/o eficiente la demanda de energía operativa de las edificaciones, con lo cual puede determinar teóricamente cuan exitoso será ese edificio en este mundo de escasez. Pero de todas maneras la edificación necesitará electricidad, climatización e iluminación artificial.
Las grandes obras, por el tamaño que poseen, requieren muchas veces conexiones de media e, incluso, alta tensión para la demanda de electricidad, empalmes de agua de gran diámetro con sistemas estanques y de bombas muy grandes para llevar el agua cada vez más alto, plantas de climatización enormes que, en el caso climático de Santiago, deben refrigerar durante todo el año.
Según la Comisión Nacional de Energía, la participación del sector comercial, público y residencial representa el 20% del consumo de la energía primaria (Fuente PPEE “Meta global de eficiencia energética”).
Además, frente al constante cambio y evolución de las empresas e instituciones que ocupan las edificaciones de gran tamaño, estas deben estar preparadas para transformarse y su flexibilidad involucra a los sistemas que demandan energía.
Como ejemplo, cabe señalar lo ocurrido con el Centro de Justicia que no se ha ocupado en su totalidad por una falta de inversión suficiente en los sistemas de climatización (El Mercurio, 16 de abril de 2008).

Sistemas Combinados CHP

Una tendencia mundial es que los edificios generen parte de su energía por medio de sistemas de cogeneración (CHP, Combined Heat and Power), o más recientemente utilicen el calor de desecho que, por medio de un generador, lo convierten en electricidad.
Los sistemas de calor y energía combinados (CHP) se utilizan para suministrar energía eléctrica y energía térmica en un solo sistema integrado. Comparado con un sistema de generación de electricidad separado de otro de generación de calor, estos permiten que la energía calórica recuperada en un CHP pueda ser usada para calefacción o suministrar agua caliente.
Los sistemas CHP capturan el calor que de otra manera se hubiera perdido en un sistema tradicional de generación eléctrica, ya sea por grupos generadores o plantas de ciclo combinado de mayor tamaño. La eficiencia total de este sistema integrado es mucho mayor que aquella de los sistemas separados.
Los sistemas convencionales de generación de electricidad son inherentemente ineficientes, porque convierten cerca de un tercio de la energía del combustible en energía eléctrica útil (el 64% de la energía quemada en una planta de ciclo combinado se pierde en forma de calor).
El significante incremento en eficiencia con un CHP tiene como resultado un menor consumo de combustible y una reducción de las emisiones, si se compara con sistemas separados de generación eléctrica y de generación de calor. Asimismo, un sistema de generación separada de electricidad y calor requiere alrededor de 180 unidades de combustible para obtener el mismo resultado para el que un CHP sólo necesita 100 unidades de combustible.

Sistemas de cogeneración a escala doméstica

Cada sistema debe ser dimensionado de acuerdo a las necesidades de electricidad y calor, ya sea para calefacción o agua caliente sanitaria, y puede ir desde unidades micro CHP, para uso doméstico, hasta unidades para grandes demandas, como hospitales, hoteles y grandes edificios.
El desarrollo de esta tecnología ha permitido lograr eficiencias de un 90%, siendo una característica adicional el control del ruido de las unidades de aplicación doméstica.
Beneficios
Ahorro de costos: Su alta eficiencia conduce a una reducción de la energía primaria. Utiliza menos combustible y comprende menores costos energéticos al usuario final. Los ahorros varían entre un 15% y un 40%, comparado con sistemas separados de energía eléctrica y calor.
Menores emisiones: Menor cantidad de combustible quemado significa una reducción de las emisiones de CO2 y otros productos de la combustión.
Incrementa la Seguridad del Suministro Energético: Los sistemas CHP pueden ser diseñados para la operación continua y servir demandas esenciales durante la interrupción de la energía de la red.
Versatilidad en el uso: Las CHP pueden adaptarse a una gran variedad de demandas, pudiendo instalarse en centrales de ciclo combinado, donde su energía calórica sirve para procesos industriales y calefacción distrital, hasta micro CHP domésticas. Además, sus aplicaciones son escalables donde la demanda de energía eléctrica y calor pueda ser variable en el tiempo.

Calor de desecho transformado en electricidad

Muchas de las edificaciones de gran tamaño tienen que lidiar con el calor de desecho que se produce en su interior, ya sea por el uso de sus ocupantes, como por el generado en el equipamiento. Hay sistemas novedosos que reciclan o transforman este calor en energía útil, para reutilizarlo dentro del mismo edificio.
Entre las más recientes tecnologías en generación eléctrica por este medio está Electratherm, que ha diseñado una tecnología que captura el calor de desecho y lo transforma en presión para mover un generador que produce electricidad con cero emisiones. Lo más notable es que el calor es de baja temperatura y no supera los 100ºC para ser útil a este sistema.
Mientras que el generador a calor de desecho (Waste Heat Generator) emplea el ciclo orgánico Rankine, que recupera el calor de motores estacionarios, procesos industriales, plantas de procesos, etc., para producir electricidad desde 25 KW hasta 1 MW totalmente libre de emisiones, debido a que es un ciclo cerrado.
Recuperar la energía de desecho, por un lado, hace más eficiente a los sistemas de los edificios y, por otro, permite diversificar las fuentes de energía en una gama más amplia de sistemas, que no solo aminoran la demanda de energía de la red o fuentes fósiles sino que, además, le dan mayor autonomía a edificios que generalmente son críticos para el funcionamiento de la ciudad, como hospitales, servicios públicos, etc.
Si el diseño, la creatividad y la innovación son algunos de los beneficios de las crisis energéticas, entonces no perdamos la oportunidad que se nos está dando.

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