Ahorro y gestión energética en tecnologías horizontales

Las tecnologías horizontales son aquellas que se aplican de manera transversal en múltiples sectores como edificación, sector servicios, industrias, etc. Estas tecnologías incluyen, entre otras, la climatización, la iluminación y el ACS.

La implementación de medidas de ahorro y gestión energética en estas áreas puede generar mejoras sustanciales en la eficiencia de una empresa, independientemente de su sector de actividad.

Medidas en climatización y ACS

Climatización

La función de los equipos de climatización es acondicionar el ambiente a la temperatura y humedad considerada como adecuada. Por regla general, en todos los hogares hay un sistema de calefacción, y dependiendo de la zona climática en la que se ubique, puede que haya también equipos de refrigeración.

El consumo de estos equipos viene determinado por la demanda térmica del edificio, que depende, a su vez, de todos los factores que influyen directamente en la cantidad de calor que deben aportar o extraer los equipos de climatización.

Algunos de estos factores son:

Lo que más influye en el funcionamiento del sistema de climatización son las pérdidas o ganancias de calor a través de la envolvente del edificio, por conducción, a través de los materiales constructivos, y por infiltración, a través de los huecos de puertas, ventanas, etcétera. Un edificio con un buen aislamiento requerirá de un menor consumo para climatización. Para analizar estas infiltraciones se utilizan las imágenes termográficas.

Las medidas de ahorro energético en climatización pueden enfocarse desde tres puntos de vista:

Medidas encaminadas a disminuir la demanda energética del edificio

Son medidas que buscan incrementar o mejorar el aislamiento térmico del edificio. Algunas medidas que pueden aplicarse son:

  • Incluir un buen material aislante en la composición de los cerramientos exteriores del edificio.
  • Poner ventanas de doble acristalamiento, o ventanas dobles y carpinterías con rotura de puente térmico.
  • Colocar burletes en puertas y ventanas.
  • Aislar adecuadamente la red de tuberías de distribución.
  • Usar protecciones solares para las ventanas.
  • Utilizar elementos de sombreamiento.
  • Utilizar equipos eficientes que disminuyen la energía térmica irradiada.

Medidas para aumentar el rendimiento de los equipos empleando aparatos eficientes

Medidas que buscan incrementar o mejorar el rendimiento de los sistemas de climatización. Algunas medidas relacionadas con la calefacción pueden ser:

  • Cambio de caldera convencional por caldera de baja temperatura o de condensación. Esta medida puede ofrecer ahorros entre un 15 y un 60 %, por lo que se amortiza rápidamente, a pesar de su elevado coste.
  • Cambio de caldera de carbón o gasóleo, por caldera de gas natural. Debido al bajo coste del gas, puede ofrecer ahorros del 30 % (Fuente: IDAE).
  • Instalar válvulas termostáticas: son dispositivos mecánicos que permiten al usuario mantener las estancias a una temperatura determinada.
  • Implantar un sistema de zonificación: consiste en dividir por zonas la instalación y controlar los equipos de climatización. Estos sistemas permiten obtener temperaturas diferentes para cada zona con un único sistema de climatización, ofreciendo ahorros de hasta el 50 % de la potencia instalada, y controlar y zonificar el apagado / encendido de los equipos y el valor de temperatura, ajustando el consumo a las necesidades reales del edificio.
  • Instalar un sistema de energía solar térmica para calefacción: permite abastecer una parte de la demanda de energía ofreciendo importantes ahorros y reduciendo notablemente la contaminación. Es una medida de gran interés
    energético ya que se trata de la sustitución de energía fósil por renovable.

Algunas medidas relacionadas con la refrigeración pueden ser:

  • Sustitución de bombas de calor convencionales por bombas de calor de alto rendimiento, o bombas geotérmicas, con lo que se pueden obtener ahorros de un 20 %.
  • Instalación de un sistema de freecooling: consiste en utilizar la capacidad de refrigeración del aire exterior para enfriar el aire interior de una sala. Se pueden conseguir ahorros de hasta un total del 18 %.
  • Instalación de válvulas termostáticas que regulen la temperatura, igual que en el caso de la calefacción.
  • Implantar un sistema de zonificación en conjunto con un sistema de regulación y control, igual que en el caso de la calefacción.
  • Algunas medidas relacionadas con la ventilación pueden ser la instalación de un recuperador entálpico en las unidades de tratamiento de aire: este sistema aprovecha el calor del aire extraído para transmitírselo al aire impulsado, aumentando el rendimiento del sistema.

Las medidas relacionadas con la adopción de hábitos de uso responsable

  • Regular la temperatura según el Plan de choque de ahorro y gestión energética en climatización del Real Decreto-ley 14/2022, (19 ºC en invierno y 27 ºC en verano).
  • Evitar pérdidas de calor mediante la apertura de puertas y ventanas.
  • Ejercer un mantenimiento preventivo de los equipos mediante la limpieza de los filtros de los equipos y el cuidado del aislamiento de los mismos.

ACS

El agua caliente sanitaria es el sistema que se encarga de calentar y distribuir a los correspondientes puntos de consumo el agua a temperatura ambiente procedente de la red de suministro.

La aplicación del agua caliente sanitaria en un edificio se encuentra fundamentalmente en los aseos o servicios y en las cocinas, para satisfacer las necesidades energéticas de equipos tales como lavavajillas, grifos de cocina, etcétera.

Los sistemas de ACS pueden formar parte del sistema de calefacción o ser independientes.

Lo más común para los sistemas independientes son las calderas eléctricas. El funcionamiento consiste en hacer pasar corriente por una resistencia eléctrica y utilizar el calor desprendido (conocido como efecto joule) en calentar el agua que circula por su interior.

Una opción muy interesante es la instalación de energía solar térmica para la producción de agua caliente sanitaria.

El Código Técnico de la Edificación (CTE) obliga a que, en los edificios de nueva construcción, al menos el 70 % de la demanda energética de agua caliente sanitaria se satisfaga con un sistema de estas características.

Algunas medidas relacionadas con el ACS pueden ser:

Existen además otras medidas enfocadas a reducir el gasto energético actuando directamente sobre los puntos de consumo:

Medidas en Iluminación

La luz es una forma de energía que se manifiesta como una radiación electromagnética. Su medición se realiza en base a valores cuantitativos y cualitativos.

Los valores cuantitativos son:

Flujo luminoso

La cantidad de luz, o caudal luminoso, emitida en un segundo. La unidad de flujo luminoso es el lumen (lm). Determina la eficiencia de las fuentes de luz, y se utiliza para el cálculo del rendimiento lumínico de las fuentes de luz.

Intensidad luminosa

Se define como la cantidad de flujo luminoso que emite una fuente por unidad de ángulo, en una dirección concreta. Su unidad de medida es la candela (cd).

Luminancia

Es la densidad angular y superficial de flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie siguiendo una dirección determinada.

Nivel de iluminación o luminancia

Es la relación entre el flujo luminoso y la superficie iluminada. Tiene una unidad de medida propia denominada lux. Esta magnitud es muy importante en luminotecnia porque caracteriza a la fuente de luz, define en conjunto la eficiencia de una luminaria y las lámparas que contiene. Esto se representa mediante las curvas de distribución luminosa características de toda luminaria.

Los valores cualitativos son:

La temperatura de color

Se define comparando el color de una fuente de luz dentro del espectro luminoso con el de la luz que emitiría un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada.

Apariencia del color

Viene determinada por la temperatura de color de las lámparas. Se definen tres grados de apariencia: luz fría para las que tienen un tono blanco azulado, luz neutra para las que dan luz blanca y luz cálida para las que tienen un tono blanco rojizo. A pesar de esto, la apariencia de color no basta para determinar qué sensaciones producirá una instalación a los usuarios. El valor de la iluminancia conjuntamente con la apariencia de color de las lámparas proporciona el aspecto final.

Índice de rendimiento de color

Es una medida de la calidad de reproducción de los colores. Este índice compara la reproducción del color de una muestra normalizada de colores iluminada con la lámpara que se quiere valorar, con la misma muestra iluminada con una fuente de luz de referencia. Mientras más alto sea este valor, mejor será la reproducción del color, aunque a costa de sacrificar la eficiencia y la eficiencia y el consumo energético.

¿Puede saberse con precisión cuánto durará una determinada lámpara?
No, predeterminar cuánto tiempo durará una lámpara es imposible debido a la multitud de factores que pueden intervenir en su duración. No obstante, es posible estimar el promedio de vida de un número representativo de lámparas, realizando mediciones bajo condiciones de encendido específicas.

Iluminación interior

Los niveles de iluminación dependen de las actividades que se vayan a desempeñar. Existen cuatro categorías: para uso doméstico, industrial, oficinas y comercios. Para cada una de las cuales se establecen unos valores de luminancia mínimos, recomendables y óptimos.

Las principales medidas para conseguir ahorros energéticos en la iluminación interior son cinco: cuatro están basadas en la sustitución de determinados tipos de lámparas por otras más eficientes o con prestaciones que permiten incrementar la eficiencia, y otra basada en la regulación de la iluminación

Sustitución de lámparas de bajo consumo

Las lámparas llamadas de bajo consumo son las lámparas fluorescentes compactas.

Tienen las siguientes ventajas:

  • Consumen en torno a un 20 % del consumo medio de una lámpara incandescente
    estándar.
  • Presentan los mismos casquillos que las lámparas incandescentes (tipo E27), por lo que no existe ningún coste de adaptación.
  • La vida media de este tipo de lámparas es de unas 10.000 horas, lo que equivale a diez veces la vida de las incandescentes, por lo que una reposición de lámpara de bajo consumo equivale a diez reposiciones de lámparas incandescentes estándar.

Sustitución de halógenos convencionales por halógenos eficientes

Hasta hace poco tiempo, este tipo de lámpara no era fácilmente sustituible por ninguna otra, ya que sus peculiares características (tamaño reducido y excelente calidad de luz y reproducción cromática) la hacían insustituible.

Sin embargo, han aparecido recientemente en el mercado un tipo de halógenos más eficiente, que con las mismas características ha conseguido reducir ese consumo en un 40 %.

Además, este nuevo halógeno supone una evolución de la tecnología, y presenta una vida útil de la lámpara mayor, pasando de las 4.000 horas de los halógenos tradicionales a las 5.000 horas de los halógenos eficientes.

Las lámparas halógenas convencionales de 50 W se pueden sustituir por lámparas halógenas eficientes de 30 W.

Sustitución de lámparas fluorescentes convencionales por lámparas fluorescentes eficientes

Gracias a la mejora lograda en los sistemas trifósforos, se ha comenzado a comercializar, en los últimos meses, un tipo de tubos fluorescente con una potencia menor que los actuales, que conservan el mismo nivel de iluminación pero requieren
menor cantidad de energía. Su mayor ventaja es que pueden ser sustituidos por los tubos fluorescentes actuales sin necesidad de cambiar la luminaria, por lo que el único coste asociado es el de la compra de la nueva lámpara.

Los tubos fluorescentes de 58 W y 36 W se pueden sustituir por respectivamente por tubos de 51 y 32 W.

Sustitución de balastos electromagnéticos por balastos electrónicos

El balasto electrónico es un equipo electrónico auxiliar ligero y manejable que ofrece las siguientes ventajas:

  • Encendido: con estos balastos, que utilizan un sistema de encendido en el que la lámpara sufre menos, se aumenta la vida útil del tubo en un 50 %, pasando de las 12.000 horas que se dan como vida estándar de los tubos trifosfóricos de nueva generación a 18.000 horas.
  • Parpadeos y efecto estroboscópico: por un lado se consigue eliminar el parpadeo típico de los tubos fluorescentes y por otro el efecto estroboscópico queda totalmente fuera de la percepción humana.
  • Regulación: existen balastos regulables con los que es posible regular el nivel de iluminación entre el 3 y el 100 % del flujo nominal. Esto se puede realizar de varias formas: manualmente, automáticamente mediante célula fotoeléctrica y mediante infrarrojos.
  • Vida de los tubos: el balasto electrónico con encendido por precaldeo es particularmente aconsejable en lugares donde el alumbrado vaya a ser encendido y apagado con cierta frecuencia, ya que la vida de estos tubos es bastante mayor.
  • Flujo luminoso útil: el flujo luminoso se mantiene constante a lo largo de toda la vida de los tubos.
    Desconexión automática: se incorpora un circuito que desconecta los balastos cuando los tubos no arrancan al cabo de algunos intentos. Con ello se evita el parpadeo existente al final de la vida útil del equipo.
  • Reducción del consumo: todos los balastos de alta frecuencia reducen en un alto porcentaje el consumo de electricidad. Dicho porcentaje varía entre el 22% en tubos de 18 W sin regulación y el 70% cuando se le añade regulación de flujo.
  • Encendido automático sin necesidad de cebador ni condensador de compensación.

Instalación de interruptores temporales en aseos y detectores de presencia en pasillos y zonas de paso

El empleo de dispositivos reguladores puede llegar a suponer un ahorro importante en zonas de paso poco frecuentadas, como aseos, archivos, almacenes, etc.

Los sistemas más extendidos de control son los interruptores temporales y los detectores de presencia. Los primeros son apropiados para aseos, pequeños almacenes o estancias de corta duración de utilización, y que una vez transcurrido el lapso de tiempo programado, apagan la luz hasta la próxima utilización.

Los detectores de presencia activan la luz al paso de una persona mediante sistemas de detección volumétricos o de movimiento. Son adecuados para pasillos y zonas de paso. Estos sistemas pueden ir combinados con detectores de luz natural, que reducen el nivel de iluminación mientras exista luz diurna aprovechable.

Con estos sistemas combinados se puede llegar a ahorrar más de un 50 % de energía.

Iluminación exterior

En el alumbrado exterior se establecen dos categorías: alumbrado vial y urbano, y alumbrado de patrimonio, parques y jardines. Para estas, al igual que en la iluminación interior, se establecen distintas exigencias y se utilizan diferentes
lámparas.

El alumbrado exterior se caracteriza porque los dispositivos de iluminación se componen de una serie de elementos particulares: lámpara o bombilla, luminaria (todo el conjunto que envuelve a la lámpara), equipo auxiliar y soporte (la base de la luminaria).

Las características más importantes de una luminaria son su rendimiento total y la forma en la que dirigen el flujo luminoso de las lámparas que contienen. Con este fin disponen de una serie de elementos: reflectores, difusores, refractores y dispositivos de apantallamiento.

Dado el elevado número de horas de funcionamiento que el alumbrado público precisa, es necesario actuar sobre este aspecto en aras de ahorro y eficiencia energética. Para ello se establecen una serie de mejoras para reducir el consumo eléctrico:

Cambio de lámparas de vapor de mercurio por lámparas de vapor de sodio de alta presión

Una de las fuentes de iluminación más eficientes. Una lámpara de vapor de sodio de 150 W proporciona la misma luz que una lámpara de vapor de mercurio de 250 W y consume un 40 % menos de energía. Por lo tanto, supondría un ahorro de alrededor del 40 % del consumo eléctrico.

Instalación de reflector en luminarias tipo globo y cambio de lámpara por otra de menor potencia

Las luminarias sin reflector producen contaminación lumínica por la emisión de flujo lumínico en el hemisferio superior y además desperdician la mitad de la luz generada por la lámpara. La instalación de un reflector permite evitar la contaminación lumínica, aprovechar el 100 % de la luz disponible, y reducir , por tanto, la potencia de la lámpara instalada.

Regulación del nivel de iluminación

Consiste en la reducción de la intensidad lumínica de las lámparas durante las horas de menor uso de las vías públicas de manera que se produzca un ahorro en el consumo eléctrico. Se consigue mediante distintos procedimientos: balastos de doble nivel, estabilizadores reguladores de tensión y sistemas de doble circuito.

Control de encendido y apagado de las lámparas

El encendido y apagado de las instalaciones debe efectuarse adecuadamente de forma que el consumo energético sea el estrictamente necesario. Existen diversos sistemas: reloj
analógico, célula fotoeléctrica y reloj astronómico, siendo este último el más eficiente.

Criterios de eficiencia energética en el mantenimiento

Todo mantenimiento se justifica en general por los condicionantes generales de degradación de la instalación como consecuencia del paso del tiempo, pero en el caso de alumbrado hay que considerar además los efectos de depreciación y mortalidad de las fuentes de luz y depreciación por suciedad de las luminarias.

Instalación de un sistema de telegestión en cada centro de mando

Este sistema permite obtener un nivel de ahorro muy variable, en función del uso que se le vaya a dar. La telegestión consiste en la gestión a distancia de cada uno de los cuadros y de las lámparas del alumbrado público de un determinado pueblo o ciudad. Se puede utilizar como un sistema de control para mantenimiento predictivo, como un sistema de regulación de energía, o como ambos.

Medidas en equipos

En general, se incluyen dentro de la categoría de equipos todos aquellos elementos de consumo que no se engloban dentro de los sistemas de iluminación, climatización y ACS. Algunos ejemplos son los equipos ofimáticos, las escaleras mecánicas, los ascensores o los electrodomésticos.

A la hora de acceder a la compra de equipos es fundamental informarse sobre el el consumo y la eficiencia energética de los mismos. Para facilitar esta tarea se ha elaborado una etiqueta que indica la categoría energética del equipo y que ya se aplica a algunos electrodomésticos.

Electrodomésticos

Algunas de las medidas que se pueden aplicar en electrodomésticos:

Utilización de equipos eficientes

Se exponen a continuación algunos ejemplos de buenas prácticas en electrodomésticos:

  • Sustitución del frigorífico convencional por un frigorífico de la clase A: se obtienen ahorros de hasta el 70 %. Es una medida muy importante, si se tiene en cuenta que el frigorífico supone aproximadamente el 19 % de la electricidad consumida en los hogares españoles.
  • Empleo de cocina de gas: es más eficiente que los sistemas eléctricos, debido al eslabón adicional de pérdidas en generación y distribución asociados a la electricidad.
  • Sustitución de la lavadora y el lavavajillas convencionales por unos de clase A: utilizan programas de lavado a baja temperatura, ofreciendo ahorros energéticos de hasta un 60 % frente a equipos de clase D. Además, ahorran agua, ya que utilizan unos 12 litros por lavado frente a los 18-20 consumidos por los equipos convencionales.
  • Utilización de lavavajillas y lavadora bitérmicos: toman el agua caliente de la red sanitaria. De esta manera se evita que sea el propio equipo el encargado de calentar el agua y se obtienen importantes ahorros: el rendimiento del sistema centralizado de producción de agua caliente sanitaria es mayor que el rendimiento propio de un equipo convencional.

Adopción de hábitos adecuados

Se exponen a continuación algunos ejemplos de buenas prácticas de uso del frigorífico:

  • Ubicar el frigorífico de forma óptima, con el objetivo de que disponga de una correcta ventilación trasera, dejando evacuar adecuadamente el calor, además de situarse lejos de focos de calor.
  • Ajustar el termostato a una temperatura razonable.
  • Descongelar los alimentos del congelador en el frigorífico para aprovechar el frío gratuito.
  • Evitar aperturas innecesarias y prolongadas del frigorífico. Mantener las juntas del frigorífico en buen estado.

Se exponen a continuación algunos ejemplos de hábitos adecuados para el uso del lavavajillas y la lavadora:

  • Utilizar programas de baja temperatura, combinados con detergentes de alta eficiencia.
  • Realizar los lavados cuando el equipo se encuentre lleno.

Se exponen a continuación algunos ejemplos de hábitos adecuados para los equipos de cocción:

  • Utilizar sartenes y ollas con un diámetro superior a la placa, además de poner tapas a los recipientes y utilizar en la medida de lo posible la olla a presión. Todas estas acciones reducen el tiempo de cocción y, por lo tanto, el consumo.
  • Aprovechar la inercia térmica de los equipos eléctricos, apagando la cocina en los últimos momentos de cocción.
  • Utilizar el agua imprescindible para cocinar.

Equipos ofimáticos

A continuación, se plasman algunas medidas de ahorro en equipos ofimáticos:

Utilización de equipos eficientes

  • Sustituir el ordenador de sobremesa por un ordenador portátil: esta opción reduce el consumo notablemente, de hecho, está estimado que un ordenador portátil consume aproximadamente la mitad que un ordenador de sobremesa de las mismas características.
  • Sustituir la pantalla convencional del ordenador por una pantalla LCD: consiste en una pantalla formada por doble cristal y un filtro que encierra herméticamente un compuesto líquido. Esta tecnología proporciona alta resolución y requiere poca energía. Los ahorros que ofrece son de un 37 % en funcionamiento y un 40 % en modo stand-by.

Instalación de sistemas reguladores

Las regletas eliminadoras de stand-by: son aparatos donde se pueden conectar los diversos equipos y que permiten la desconexión completa de los mismos, evitando los consumos "fantasma". Existen tres tipos:

  • Regletas convencionales: se accionan manualmente y, por tanto, debe ser el usuario el encargado de desconectar y conectar los equipos cuando corresponda.
  • Regletas programables: se programa un horario de encendido y apagado de las mismas, sin que el usuario esté apagando y encendiendo manualmente.
  • Regletas eliminadoras del stand-by: miden la corriente de los aparatos cuando están encendidos, de manera que detectan el modo stand-by y cortan automáticamente y por completo el paso de la corriente, volviendo a permitir su paso cuando el equipo demande potencia nuevamente. Estas regletas pueden actuar de forma individual sobre cada equipo o a nivel de red.

Adopción de hábitos adecuados

  • Apagar por completo los equipos cuando no se estén utilizando. En el caso de los ordenadores, tanto la unidad central como la pantalla.
  • Utilizar de forma razonable los equipos. Por ejemplo, en el caso de impresoras o fotocopiadoras: imprimiendo y fotocopiando a doble cara o imprimiendo varias páginas por hoja.

Ascensores y escaleras mecánicas

Entre las medidas más empleadas, se destacan:

Utilización de equipos eficientes

  • Instalar variadores de frecuencia en el motor del ascensor o escalera mecánica: estos aparatos alteran la frecuencia de alimentación y la tensión en la misma proporción, manteniendo constante el flujo magnético de la máquina. De esta forma los ascensores arrancan y frenan progresivamente reduciendo el pico de consumo del motor. Pueden proporcionar ahorros entre un 3 % y un 35 %.
  • Sustituir el ascensor eléctrico o el hidráulico por un ascensor de tracción vertical: funciona por efecto de imán con frecuencia y tensión variables, proporcionando arranque y parada suaves. Con esta medida se pueden obtener ahorros entre un 25 % y un 40 % frente a los ascensores eléctricos y hasta un 60 % frente a los hidráulicos.

Instalación de sistemas reguladores

  • Sistemas de control en ascensores: proporcionan un uso eficiente de estos equipos gracias a que detectan el ascensor más cercano al punto donde esté siendo solicitado y el sentido ascendente o descendente en que se esté moviendo.
  • Sensores de presencia en escaleras mecánicas: permiten un uso eficiente de estos equipos ya que detectan la presencia/ausencia de personas, manteniendo las escaleras en reposo mientras nadie accede a las mismas y activando el movimiento en el momento de acceso.