REVISTA CLIMA 305

EDICIÓN EDIGITAL

20 / El largo camino hacia la descarbonización: pasado, presente y (posible) futuro 34 / La nueva carrera energética

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2024 / Año 47

ISSN N°0327-5760

Auspiciada por: Capítulo ASHRAE de Argentina Cámara Argentina de Calefacción, Aire Acondicionado y Ventilación

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SUMARIO Revista

Auspiciada por: Capítulo ASHRAE de Argentina Cámara de Calefacción, Aire Acondicionado y Ventilación

6 EDITORIAL 20 ASHRAE El largo camino ha-

cia la descarbonización: pasado, presente y (posible) futuro. Thomas

Lawrence y Costas Balaras. En el sector de la construcción, observamos una tendencia hacia lo que ahora se conoce como “descarbonización de edificios”, que también es una prioridad importante para ASHRAE.

50 ENERGÍA ALTERNATIVA

Tecnología de enfriamiento radiativo para paneles solares verticales.

Desarrollada por un grupo de investigación saudí-estadounidense, la novedosa técnica emplea dos espejos inclinados a 45 grados en los dos lados de un módulo fotovoltaico.

34 ENERGÍALasLaempresas nueva carrera 68 TÉCNICA La bomba de calor en de petróleo y energética.

gas han dominado durante generaciones el panorama energético. La implementación de fuentes de energía limpia y a costos competitivos parece imposible.

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la rehabilitación energética de edificios. 1º PARTE. Aunque la bomba de calor se ins-

tala sobre todo en las construcciones nuevas, en el ámbito de la rehabilitación su implantación todavía es baja, en parte por desconocimiento.

EDICIÓN DIGITAL - NÚMERO 305 - ABRIL 2024 - AÑO 47

84 CALIDAD DE AIRE 100 TÉCNICA Las cuatro piedras Mantenimiento de la calidad del aire interior con cortinas de aire. Las prue-

angulares de la calidad ambiental interior. Por Arq. M. Verónica Rosón.

92 VENTILACIÓN Regulación de ventiladores y sopla-

104 • NOTICIAS DEL MUNDO ASHRAE 110 • ASHRAE EN ARGENTINA 116 EMPRESAS SE COMUNICAN Una Feria que marca tendencia. Del 24 al 27 de

bas muestran que las cortinas de aire son efectivas tanto para desinfectar el aire de los edificios como para prevenir la infiltración de partículas en el aire. Por Andy Ros.

dores comerciales e industriales. En

un avance largamente esperado pero no por eso menos monumental el 19 de enero, el Departamento de Energía de EE. UU. publicó en el Registro Federal un aviso de reglamentación propuesta (NOPR) relativa a los estándares de conservación de energía para dos categorías de ventiladores y sopladores: ventiladores de circulación de aire (ACF) y ventiladores y sopladores que no son ACF, conocidos como ventiladores y sopladores generales (GFB). Por Michael Ivanovich, AMCA Internacional.

Para que un espacio sea confortable y sustentable se requiere el cumplimiento de cuatro aspectos: eficiencia energética, calidad del aire, iluminación correcta y ninguna molestia acústica.

marzo de 2024, se llevó a cabo en la ciudad de Milán, la Muestra Convegno Milán.

120 • CLIMA DE NOTICIAS 130 • CON AIRES DE ACTUALIDAD 132 • INNOVACIÓN+TECNOLOGÍA+PRODUCTOS 134 • CONSULTORES 138 • STAFF / ANUNCIANTES •5•

EDITORIAL

S

i durante el pasado siglo XX los esfuerzos se centraron en apuntalar la seguridad y durabilidad de los edificios y de los materiales de construcción usados, las dos primeras décadas del siglo XXI las claves han pasado y pasan por compatibilizar esos aspectos con las cuestiones medioambientales, en una búsqueda constante de la eficiencia energética, la economía circular y las emisiones ‘cero’. En realidad, lo que se ha denominado el “despertar verde” comenzó en serio con los crecientes problemas ambientales, que se hicieron innegables a partir de la década del 60.

En la década de 1970, no había un consenso científico sobre el tema del cambio climático en cuanto a si la Tierra se dirigía hacia una era glacial o a un calentamiento global causado por la actividad humana, como las emisiones de gases de efecto invernadero. Para el cambio de siglo, la probabilidad de una era glacial fue eclipsada por el aumento de los niveles de CO2 en la atmósfera y su impacto en el calentamiento del clima terrestre.

Con el tiempo, ha surgido un sólido consenso en la comunidad científica de que el cambio climático hacia una Tierra más cálida está ocurriendo, y que la actividad humana es la principal responsable, aunque la aceptación varía, según el país y las predisposiciones políticas y económicas existentes. Fenómenos climáticos extremos como las lluvias desatadas este mes en el sur de Brasil se están convirtiendo en pruebas irrefutables. Los científicos están comenzando a dejar de considerar estos fenómenos como accidentes fortuitos para reconocerlos como señales de que estos eventos climáticos formarán parte de nuestra nueva normalidad. Algunos ya hablan de mudar ciudades enteras a áreas más protegidas, en lugar de intentar reconstruirlas.

Debemos reconocer que no hay una solución única para la compleja y desafiante crisis climática. En esta edición, como ya es habitual, retomamos el intento de mantener a nuestros lectores al día en estas cuestiones. Seguimos ventilando, calefaccionando y enfriando ambientes para el confort humano, pero han surgido nuevos desafíos donde la calidad del aire interior del entorno construido, la energía que se utiliza, la tecnología aplicada -entre muchas otras cuestiones - participan también de esta crisis. No podemos olvidar que hoy en día, los seres humanos pasamos la mayor parte de nuestra vida dentro de edificios. Las nuevas políticas energéticas van encaminadas, por un lado, a reducir el consumo energético final en todos los sectores y, paralelamente, a aumentar la incorporación de las energías renovables al sector de la calefacción y refrigeración. Se estima que el 60% o más de los edificios que existirán en 2050 y más allá ya han sido construidos. Hay mucho trabajo por hacer para gestionar y mitigar los efectos de la crisis climática en curso.

Será una evolución gradual, es cierto. Pero es evidente que nuestra sociedad global necesita continuar agresivamente esforzándose para lograrlo.

La editora

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A A SSH HR ARE A E

El largo camino hacia la descarbonización: pasado, presente y (posible) futuro Thomas Lawrence y Costas Balaras En el sector de la construcción, observamos una tendencia hacia lo que ahora se conoce como “descarbonización de edificios”, que también es una prioridad importante para ASHRAE. En este artículo, mostramos cómo los desafíos ambientales y las regulaciones relacionadas se han convertido en problemas globales, cuál es la situación actual en cuanto a • 20 •

la descarbonización de edificios y especulamos sobre hacia dónde podría llevarnos esta tendencia en el futuro. También proporcionamos un breve repaso de cómo ha crecido

la conciencia ambiental a nivel mundial en el último medio siglo y cómo eso ha llevado al reconocimiento del dióxido de carbono (CO2) como un contaminante que debe abordarse.

Lo que se ha denominado como el “despertar verde” comenzó en serio con los crecientes problemas ambientales, que fueron ampliamente notados por primera vez en la década de 1960. Por ejemplo, en Estados Unidos, las manchas de petróleo en la superficie del río Cuyahoga en Cleveland, Ohio, habían estado ardiendo durante años. Un incendio relativamente pequeño ocurrió el 22 de julio de 1969, que “se volvió viral” debido a las fotografías del evento que fueron publicadas y fue un impulso clave en la aprobación de la Ley de Agua Limpia en 1970. Alrededor de esa época, problemas significativos de contaminación del aire en las principales ciudades de Estados Unidos también llevaron a la aprobación de la Ley de Aire Limpio. En conjunto, estos eventos ayudaron a llevar a cabo la primera celebración del Día de la Tierra en 1970, que ya se ha convertido en un evento anual global.

En la década de 1970, no había un consenso científico sobre el tema del cambio climático en cuanto a si la Tierra se dirigía hacia una era glacial o a un calentamiento global causado por la actividad humana, como las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). National Geographic publicó un artículo a finales de esa década que planteaba esta misma pregunta, pero para el cambio de siglo, la probabilidad de una era glacial fue eclipsada por el aumento de los niveles de CO2 en la atmósfera y su impacto en el calentamiento del clima terrestre.

Reconocimiento de las emisiones de GEI como contaminante El dióxido de carbono ha sido reconocido durante mucho tiempo como el GEI más significativo por atrapar el calor en la atmósfera al absorber la radiación infrarroja de longitud de onda larga de la Tierra en su regreso al espacio, y así entorpecer ese efecto de enfriamiento natural. En el momento en que esto

fue reconocido por primera vez a mediados del siglo XIX, las concentraciones promedio de CO2 ambiental estaban alrededor de 290 partes por millón (ppm); actualmente, estos niveles de concentración son casi de 420 ppm. El reconocimiento del efecto de calentamiento resultante y los impactos climáticos del aumento de los niveles de CO2 ha incentivado el movimiento de descarbonización de edificios, que está trabajando para lograr la reducción de las emisiones de GEI asociadas con la construcción y operación de edificios.

Con el tiempo, ha surgido un sólido consenso en la comunidad científica de que el cambio climático hacia una Tierra más cálida está ocurriendo, y que la actividad humana es el principal impulsor, aunque la aceptación de esta certeza ha sido irregular, según el país y las predisposiciones políticas y económicas existentes de los políticos y ciudadanos.

Esto ha motivado el desarrollo de numerosos acuerdos y acciones globales. El tratado internacional legalmente vinculante más reciente sobre el cambio climático es el Acuerdo de París que establece un marco global para evitar un cambio climático peligroso limitando el calentamiento global a muy por debajo de 2°C (3.6°F) y persiguiendo esfuerzos para limitarlo aún más a 1.5°C (2.7°F).

En los EE. UU., ha habido avances y retrocesos en el abordaje de las emisiones de CO2. En 2007, la Corte Suprema de EE. UU. dictaminó que la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) debería considerar el CO2 y otros GEI como contaminantes dentro del contexto de la Ley de Aire Limpio, lo que permitió cambios regulatorios en el aumento de la eficiencia del combustible para vehículos y generación de electricidad. En 2015, el presidente Barack Obama propuso por primera vez el Programa de Energía Limpia, diseñado para reducir las emisiones de CO2 al requerir que las instalaciones existentes de generación eléctrica de combustibles fósiles operen de manera más eficiente y fomentar la adopción de más fuentes de energía con emisiones cero o bajas en carbono. Este programa fue anulado por la Administración Trump en 2017, y más tarde los desafíos en el proceso judicial llevaron al reciente fallo de la Corte Suprema de EE. • 21 •

ASHRAE

UU. en julio de 2022 que consideró que la EPA sobrepasó su autoridad con respecto a la regulación de las emisiones de las plantas de energía eléctrica, lo que llevó a un estancamiento regulatorio.

El Congreso de EE. UU. abordó esto en la Ley de Reducción de la Inflación, que se aprobó en agosto de 2022. Esta ley enmendó la Ley de Aire Limpio para definir explícitamente el CO2 como un “contaminante” según lo tratado por esta ley. Sin embargo, estos desarrollos legislativos no han cambiado la tendencia en la industria hacia la “descarbonización” del entorno construido.

La Unión Europea (UE) ha adoptado a lo largo de las décadas varias estrategias energéticas que han llevado a diversas políticas energéticas y ambientales, legislaciones y otras iniciativas que establecen objetivos ambiciosos a corto y medio plazo.

En particular, la UE se ha comprometido a apoyar los esfuerzos de las Naciones Unidas para abordar la crisis climática y tiene como objetivo que Europa sea el primer continente en alcanzar una economía descarbonizada para 2050. Para apoyar estos esfuerzos, la eficiencia energética sigue siendo la prioridad para reducir el consumo de energía, junto con un mayor uso de fuentes de energía renovable con el fin de reducir las emisiones de GEI y la dependencia de los combustibles fósiles. En particular, las emisiones de GEI relacionadas con la energía de las operaciones de los edificios representan aproximadamente el ~23% de las emisiones totales de la UE. Como resultado, el sector de la construcción está en el centro de las políticas europeas actuales para descarbonizar la economía en línea con el Acuerdo de París.

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Descarbonizar los edificios Primero, debemos preguntarnos qué significa descarbonizar un edificio. Observando el panorama general, la huella de carbono (y de GEI) de un edificio incluye todas las emisiones asociadas con un edificio desde su “cuna hasta la tumba”. Las emisiones de GEI combinadas incluyen no solo CO2, sino varios otros gases como metano, óxido nitroso e hidrofluorocarbonos que contribuyen al calentamiento global. Cuando se mide su impacto en el clima, las emisiones no CO2 se convierten en equivalentes de CO2 (CO2e) en función del potencial de calentamiento global (PCG) de cada componente, generalmente basado en el impacto esperado para un período de integración de 100 años. (Ver, por ejemplo, la Tabla 4 en el Capítulo 36 del Manual ASHRAE 2021—Fundamentos para el PCG basado en el período de 100 años para refrigerantes). Las actividades que resultan en emisiones de CO2e incluyen la construcción del edificio, su operación y, finalmente, las fases de demolición/reutilización. La descarbonización no significa (al menos por ahora) una tasa de emisión de carbono cero completa, sino más bien la tendencia hacia la reducción significativa de las emisiones de los edificios a medida que avanzamos.

La descarbonización puede tener diferentes significados dependiendo de la perspectiva y los ob-

jetivos del proyecto o persona en cuestión. Para algunos, simplemente puede significar reducir o eliminar las emisiones de GEI asociadas con el consumo de energía del edificio. Por lo tanto, la tendencia hacia una transición a edificios completamente eléctricos, que asume que la red eléctrica está avanzando hacia el uso de energías renovables (solar, eólica, etc.) para la generación de energía. Otros pueden estar mirando el panorama más amplio de las emisiones de carbono asociadas con todos los aspectos de la vida útil del edificio, desde la construcción y la energía incorporada (carbono) hasta la demolición y reutilización. Por ahora, el área en la que los miembros de ASHRAE tienen el mayor control es en el diseño de sistemas de edificios y su fase operativa. Sin embargo, tenemos un control mínimo sobre el carbono incorporado de los materiales de construcción y el proceso de construcción, mientras que la futura deconstrucción y reutilización es difícil de predecir o controlar.

En 2018, ASHRAE publicó un documento de posición sobre el cambio climático que afirmaba que la HVAC&R contribuye a las emisiones de GEI, y que la Sociedad tiene el potencial para un papel de liderazgo significativo y orientación a través de la mitigación y adaptación. Según la Agencia Internacional de Energía, los edificios contribuyen aproximadamente a un tercio de las emisiones totales de CO2 a nivel mundial, aunque ese porcentaje puede variar ampliamente entre países. El Código Internacional de Construcción Verde que utiliza el Estándar 189.1 de ASHRAE como base técnica ha incluido en sus requisitos una consideración para las emisiones máximas de CO2e de un edificio debido a su consumo de energía. Recientemente, ASHRAE también creó un Grupo de Trabajo que está trabajando para dirigir el enfoque de los diversos grupos técnicos dentro de la Sociedad hacia el concepto de descarbonización de edificios. Además, la Junta Directiva de ASHRAE se comprometió con varias iniciativas de descarbonización de edificios durante la Conferencia Anual de 2022. ASHRAE también organizó la primera Conferencia Internacional de Descarbonización de Edificios en octubre de 2022, que se celebró en Atenas, Grecia.

Una mirada al futuro Debemos reconocer que no hay una solución única para la compleja y desafiante crisis climática.

Además, la descarbonización no significa que todos los edificios tendrán emisiones de GEI cero, y la red eléctrica no será 100% verde en un futuro cercano, incluso en países o áreas que están impulsando agresivamente fuentes de generación de cero emisiones de carbono. El concepto de descarbonización también varía, con algunos enfocándose principalmente en las emisiones del consumo de energía y otros considerando toda la huella de carbono (carbono incorporado relacionado con la construcción, efectos del transporte hacia y desde el edificio, etc.). Por lo tanto, calcular la huella de carbono de un edificio realmente comienza con hacer la pregunta de qué tan grande deberíamos definir el “volumen de control” para una estructura.

Ahora es evidente que nuestra sociedad global necesita continuar agresivamente sus esfuerzos para gestionar y mitigar los efectos de la crisis climática en curso. Sin embargo, un enfoque de “talla única” no funcionará a nivel global. Las soluciones y remedios que se utilicen deben ser ajustados finamente a la economía local, las redes sociales y los paisajes políticos. Esto no sucederá de la noche a la mañana. Será una evolución gradual.

Esto es especialmente cierto ya que se estima que el 60% o más de los edificios que existirán en 2050 y más allá ya han sido construidos. El concepto de descarbonización de edificios es un tema complicado, y las soluciones pueden variar según el país, el tipo de edificio, los patrones de uso e incluso el mercado energético local.

Nota traducida de ASHRAE JOURNAL ashrae.org febrero 2023.

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ENERG E ÍNA E R G Í A

La nueva carrera energética Las empresas de petróleo y gas han dominado durante generaciones el panorama energético. La implementación de fuentes de energía limpia y a costos competitivos para cumplir con las exigencias de los protocolos relacionados con el campo climático parece imposible.

Revisando la prensa para esta edición, encontramos esto: En Texas, el gran estado petrolero, el gobierno federal está invirtiendo miles de • 34 •

millones de dólares en tecnologías energéticas limpias y las empresas están compitiendo para encontrar soluciones innovadoras a la conta-

minación que causa el cambio climático. Los tejanos hoy están trabajando en el desarrollo de dos tecnologías energéticas emergentes: hidrógeno, geotermia y ya se está anunciando la llegada de los pequeños reactores nucleares.

HIDRÓGENO Un combustible más limpio para el transporte Los promotores del hidrógeno ven el gas como una parte crucial para abordar el cambio climático. Si se produce

de una manera que genere pocas o ninguna emisión de gases de efecto invernadero, podría proporcionar un combustible ecológico para automóviles, aviones, vehículos de 18 ruedas y barcos, y podría impulsar industrias que consumen mucha energía, como la fabricación de acero. El hidrógeno emite sólo agua cuando se utiliza como combustible en pilas de combustible; quemarlo directamente puede crear óxidos de nitrógeno, que pueden generar neblina y lluvia ácida.

En el sureste de Texas, cerca de una plataforma de concreto con pintura azul descolorida que marca el lugar de nacimiento de la industria moderna del petróleo y el gas, una tubería roja traza un claro camino sobre la tierra plana cubierta de grava. La empresa francesa Air Liquide comenzó a construir esta sencilla instalación, con una boca de pozo y otra maquinaria, en el sitio icónico en 2014 para almacenar lo que cree que será clave para una revolución energética: el hidrógeno.

El suelo que alguna vez liberó millones de barriles de petróleo ahora contiene unos 4.500 millones de pies cúbicos de hidrógeno altamente presurizado. El gas está contenido en una caverna en forma de rascacielos que se extiende aproximadamente a una milla bajo tierra dentro de una cúpula de sal subterránea.

El hidrógeno se encuentra entre los elementos más comunes del universo, pero en la Tierra normalmente se encuentra unido con otra cosa: el carbono. Hoy, el hidrógeno suele obtenerse aislándolo del metano, una • 35 •

ENERGÍA

mezcla de carbono e hidrógeno que es el componente principal del gas natural. Este proceso deja atrás el dióxido de carbono, que empeora el cambio climático si se libera al aire.

Los ingenieros dicen que es posible limpiar ese proceso capturando el dióxido de carbono extra y reutilizándolo (para sacar más petróleo de un pozo, por ejemplo) o inyectándolo en la tierra

para almacenarlo. Otro método menos contaminante es separar el hidrógeno del agua, utilizando electricidad generada por energía eólica, solar o nuclear.

Texas se ha convertido en líder en la producción económica de hidrógeno, utilizando abundantes suministros de gas natural sin capturar el dióxido de carbono (Figura 1).

Algunos académicos, asesores políti-

Las tres formas principales de producir hidrógeno Si bien el hidrógeno es un combustible limpio, la mayor parte de su producción en Estados Unidos requiere la emisión de dióxido de carbono. Estas son las tres formas principales de producir hidrógeno.

Reformado de metano

Captura de carbón

SUCIO

LIMPIO

Con este método el hidrógeno se produce a partir de gas natural, liberando dióxido de carbono a la atmósfera.

En Estados Unidos la mayor parte del hidrógeno se produce ahora de esta manera, que es más sucia pero más barata.

Cuando se extrae del gas natural, el hidrógeno se considera más limpio si se captura el 95% o más del dióxido de carbono. Este proceso es más caro y se produce poco hidrógeno con este método.

Separación del hidrógeno del agua LIMPIO Utilizando energías renovables, se puede extraer hidrógeno del agua. Esto también es así y actualmente se produce poco hidrógeno de esta manera en todo el mundo.

Figura 1. La mayor parte del hidrógeno se produce mediante métodos “sucios”

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Un supervisor inspecciona el sitio de almacenamiento de hidrógeno.

Crédito: Mark Félix para The Texas Tribune

Los oleoductos que transportan hidrógeno están señalizados.

Crédito: Mark Félix para The Texas Tribune

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ENERGÍA

cos y empresas que fabrican hidrógeno dicen que Texas y la Costa del Golfo deberían ser los lugares donde despegue el hidrógeno creado con menos emisiones. La mayoría de los gasoductos de hidrógeno del país ya están allí, los trabajadores petroquímicos tienen habilidades que se transfieren fácilmente a la producción de hidrógeno) y el estado tiene el gas natural y la energía renovable necesarios para producirlo.

Pero producir suficiente hidrógeno a bajo costo, construir tuberías para transportarlo y cavernas subterráneas para almacenarlo y encontrar clientes que lo compren requiere que las empresas asuman cierto riesgo financiero.

Ese esfuerzo está recibiendo un impulso del gobierno federal, que ofrece miles de millones de dólares en créditos fiscales para iniciar la producción de hidrógeno a partir de gas con captura de carbono o agua. El gobierno también planea dividir hasta 7 mil millones de dólares entre siete grupos regionales de proyectos para construir infraestructura de hidrógeno, incluidos hasta 1,2 mil millones de dólares para proyectos en Texas y Luisiana que planean producir hidrógeno principalmente a partir de gas natural.

Compitiendo por entrar en la industria están las empresas tradicionales de combustibles fósiles. Los defensores del hidrógeno dicen que el interés de los gigantes petroleros es bueno porque tienen el dinero y la experiencia para abordar un proyecto tan ambicioso.

Pero los grupos ecologistas dudan de que las empresas de combustibles fósiles puedan producir hidrógeno a partir de gas natural de forma tan limpia • 38 •

como dicen. Les preocupa que la financiación federal apoye a las empresas de petróleo y gas, cuando el énfasis debería estar en producir hidrógeno a partir del agua o crear energía limpia de otra manera.

El camino fácil para vender hidrógeno producido de estas nuevas formas sería comenzar por convertir lugares que ya utilizan hidrógeno para fines como producir fertilizantes, refinar petróleo y tratar metales. Pero se obtendrían aún más beneficios ambientales si también pudiera usarse en nuevas aplicaciones.

Los creyentes en el hidrógeno imaginan que el combustible podría descarbonizar industrias que se consideran difíciles de electrificar. El hidrógeno impulsaría aviones y camiones que las baterías eléctricas pesadas reducirían su velocidad. Proporcionaría el calor necesario para fabricar cemento que la electricidad no puede proporcionar.

GEOTERMIA La energía geotérmica como reemplazo de las centrales eléctricas por combustible fósil Muchas empresas creen que la energía geotérmica es clave para reemplazar las contaminantes centrales eléctricas alimentadas con carbón y gas. Aunque la energía solar y la eólica son fuentes de energía limpia comprobadas, sólo producen electricidad cuando brilla el

sol o sopla el viento. La energía geotérmica podría proporcionar energía continua y libre de emisiones.

En 2009, en un terreno ganadero cubierto de arbustos a unas 45 millas al noroeste de McAllen, Shell enterró y abandonó un pozo que perforó para buscar gas. El pozo resultó ser un

hoyo seco. Una startup llamada Sage Geosystems arrendó el sitio. La empresa instaló una boca de pozo y trajo una bomba accionada por diésel. Utilizaron fluido para crear grietas en la roca muy por debajo de la superficie, una técnica similar al fracking para petróleo y gas.

Un día del pasado mes de marzo, se

Agua presurizada que fue bombeada bajo tierra y luego liberada a la superficie a través del pozo de la derecha. Condado de Starr, 22 de marzo de 2023.

Crédito: Verónica Gabriela Cárdenas para The Texas Tribune

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ENERGÍA

bombeó 20.000 barriles de agua en el pozo de 2 millas de profundidad. Horas más tarde, un operador abrió el pozo desde una sala de control. Las tuberías sobre el suelo temblaron cuando el agua a presión volvió a brotar. El agua hacía girar pequeñas turbinas que generaban electricidad. Esta empresa no estaba perforando en busca de petróleo o gas.

Texas se ha convertido en uno de los primeros puntos calientes para la exploración de energía geotérmica. Al menos tres empresas tienen su sede en Houston, y decenas de ex trabajadores y ejecutivos de la industria petrolera están llevando sus conocimientos de geología, perforación y extracción a una nueva fuente de energía.

El calor irradia constantemente desde el centro de la Tierra a medida que los elementos radiactivos se descomponen. Esa energía calienta el agua que burbujea o escapa en forma de vapor a la superficie. Los seres humanos han aprovechado ese fenómeno (una forma temprana de energía geotérmica) para calentarse, bañarse y cocinar desde la antigüedad.

Durante más de 100 años, los ingenieros han utilizado esa agua caliente subterránea o vapor para generar electricidad. En 2015, la energía geotérmica alimentó el 27% de la electricidad en Islandia, que se encuentra en una de las zonas volcánicas más activas del mundo. En 2022, generó alrededor del 5% de la electricidad de California. Estados Unidos es el principal productor de electricidad geotérmica del mundo.

Aun así, la cantidad total de electricidad geotérmica producida en Estados Uni• 40 •

dos es pequeña en comparación con otras fuentes. El año pasado representó alrededor de 4 gigavatios, según un análisis federal, o suficiente para alimentar a unos 800.000 hogares de Texas.

Empresas como Sage e investigadores gubernamentales dicen que se puede obtener mucha más energía geotérmica bombeando fluido a través de rocas calientes donde no hay agua natural.

Con los avances tecnológicos, un análisis del gobierno predice que la energía geotérmica en EE.UU. podría crecer a 90 gigavatios para 2050. Eso habría sido suficiente para alimentar toda la red de Texas durante el día de mayor demanda del verano pasado.

Las empresas están compitiendo por desarrollar su tecnología y técnicas para aprovechar esta fuente de energía. Varían en cuanto a la profundidad a la que quieren perforar (desde unos 7.000 pies, que los equipos de petróleo y gas pueden soportar, hasta 66.000 pies, que no pueden), cómo calientan el agua (en el pozo o en la roca) y cómo llevan vuelve a subir el agua calentada en el mismo pozo que la envió hacia abajo o con otro (Figura 2).

Al igual que los buscadores de petróleo, la industria geotérmica debe encontrar los mejores lugares para perforar. Se enfrentarán a las mismas preocupaciones sobre la posibilidad de provocar terremotos que han afectado a las operaciones de fracking de petróleo y gas y a los esfuerzos geotérmicos anteriores. En 2006, una planta geotérmica piloto en Suiza provocó un terremoto de magnitud 3,4 que dañó edificios y provocó el cierre de la planta. En 2017, un terremoto de magnitud

5,5 vinculado a un proyecto geotérmico piloto en Corea del Sur hirió a decenas de personas. Las empresas deberían seguir las mejores prácticas existentes basadas en investigaciones

para monitorear la sismicidad y ajustar o pausar las operaciones según sea necesario.

Y quizás lo más importante es que las empresas geotérmicas tendrán que

Sistema geotérmico tradicional

Nuevos sistemas geotérmicos

El vapor o el agua caliente que fluye naturalmente en las rocas subterráneas se captura y se utiliza directamente para generar electricidad. Luego se inyecta agua nuevamente bajo tierra. El año pasado produjo alrededor de 4 gigavatios en Estados Unidos.

Al inyectar agua en las rocas calientes, estos sistemas crean depósitos artificiales para utilizar la energía geotérmica bajo tierra. Un análisis del gobierno predice que la energía geotérmica estadounidense podría aumentar su capacidad y generar 90 gigavatios para 2050.

Planta de energía

El vapor o el calor se capturan de un depósito de agua caliente existente.

El vapor se utiliza para hacer girar turbinas y generar electricidad.

Luego se bombea agua fría

Se bombea agua fría

Mediante este proceso se crea un depósito artificial de agua caliente.

Magma

El vapor o el agua caliente del depósito se captura y se utiliza para generar electricidad.

Los sistemas actuales difieren en el número de pozos, la profundidad de los pozos y la forma en que se calienta el agua.

El calor del magma calienta naturalmente el depósito.

Figura 2. Cómo funciona la geotermia

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ENERGÍA

demostrar que pueden competir con el costo de otras fuentes de energía, con la ayuda del gobierno federal en forma de créditos fiscales de la Ley de Reducción de la Inflación.

La historia de la energía geotérmica moderna se remonta a un siglo atrás: la primera central geotérmica a gran escala del mundo comenzó a funcionar en 1913 en Italia. En 1960, Pacific

Gas and Electric construyó la primera planta de energía geotérmica comercial en los Estados Unidos en un lugar del norte de California conocido como “Los Géiseres”.

En la década de 1970, el Departamento de Energía federal comenzó a investigar cómo extraer energía de lo que se conocía como roca seca y caliente. En esa década, el país sufrió el embargo

Hveragerði, ciudad de Islandia, donde el 85% de la energía del país es sostenible, ya sea hidroeléctrica o geotérmica.

Crédito: Raul Moreno/SOPA Images/via REUTERS

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de los países árabes a la exportación de petróleo a Estados Unidos, lo que provocó que los precios del petróleo se dispararan. Aun así, la tecnología no llegó lo suficientemente lejos como para que el concepto despegara.

Los ingenieros construyeron plantas de energía geotérmica donde podían encontrar recursos hídricos existentes con relativa facilidad, tal vez marca-

das por fuentes termales o fumarolas, que son agujeros por donde los gases y vapores calientes escapan del subsuelo, dijo Lauren Boyd, directora de la oficina de tecnologías geotérmicas del Departamento de Energía de Estados Unidos. Pero construir nuevas plantas se volvió más riesgoso a medida que era más difícil encontrar ubicaciones privilegiadas.

La central geotérmica de Larderello, la más antigua del mundo, se construyó en Toscana, Italia.

Crédito: Enel Green Power.

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E N E R GE Í N A EA R L TGE R N A TAI VLAT E R N A T I V A ÍA

Tecnología de enfriamiento radiativo para paneles solares verticales Desarrollada por un grupo de investigación saudí-estadounidense, la novedosa técnica emplea dos espejos inclinados a 45 grados en los dos lados de un módulo fotovoltaico. En la parte posterior, un reflector espectral selectivo permite dirigir la radiación térmica hacia el cielo evitando al mismo tiempo que la parte posterior del módulo se caliente debido a la luz solar dispersa.

El enfriamiento radiativo presenta un método para reducir la temperatura operativa de los paneles solares sin consumo de energía adicional.

Sin embargo, su aplicabilidad a los módulos fotovoltaicos se ha visto limitada por las propiedades térmicas de los materiales existentes. Para supe• 50••50 •

rar estos desafíos, esta investigación presenta un diseño en forma de V que mejora el enfriamiento en módulos fotovoltaicos verticales al aprovechar de manera efectiva la radiación térmica de los lados frontal y posterior, lo que resulta en una reducción sustancial de la temperatura de 10,6 °C

bajo iluminación de 1 sol en condiciones controladas de laboratorio. Las pruebas de campo realizadas en condiciones cálidas y húmedas, específicamente en Thuwal, Arabia Saudita, demuestran un notable aumento del 15% en la eficiencia manteniendo una temperatura de funcionamiento 0,2°C menor que la de los módulos fotovoltaicos horizontales convencionales, lo que corresponde a un aumento significativo del 16,8% en la potencia producción. El diseño en forma de V ofrece una estrategia térmica prometedora adecuada para diversos climas, lo que contribuye a mejorar el rendimiento y reducir las temperaturas de los módulos, apoyando así la búsqueda global de la neutralidad de carbono.

El estado de situación de las tecnologías de energía renovable El desarrollo y la implementación de tecnologías de energía renovable surgió como una misión global destinada a abordar desafíos relacionados con la energía, como el calentamiento global. En 2022, se instalaron y pusieron en servicio 240 gigavatios (GW) de sistemas fotovoltaicos (PV) durante ese año, lo que constituye aproximadamente dos tercios del aumento global total de la capacidad de energía renovable. La implementación generalizada de tecnologías de energía renovable puede atribuirse en parte a la importante reducción del costo de los módulos fotovoltaicos, que se ha multiplicado por diez en los últimos veinte años. El mayor desarrollo del mercado fotovoltaico global está impulsado por el costo nivelado de la energía (LCOE), que está estrechamente relacionado con el costo de la selec-

ción de materiales, el diseño del dispositivo y la gestión térmica. En particular, debido a la intensa irradiancia solar y las limitaciones intrínsecas de los materiales semiconductores, la generación de calor en los módulos fotovoltaicos durante su funcionamiento es inevitable, lo que conduce a una reducción de la eficiencia de conversión de energía (PCE), expresada por el coeficiente de temperatura. Por tanto, la gestión térmica en módulos fotovoltaicos es una de las tareas más desafiantes y gratificantes. En el caso de un módulo fotovoltaico de silicio cristalino, cada aumento de 1 °C en su temperatura de funcionamiento puede provocar una disminución de su eficiencia relativa de aproximadamente un 0,25 % a un 0,45 %, dependiendo de la arquitectura específica del dispositivo. Además, las temperaturas de funcionamiento más altas pueden acelerar en gran medida la tasa de falla de los módulos debido a los mecanismos de degradación activados térmicamente, lo que puede afectar significativamente aún más el LCOE. Por lo tanto, la integración de componentes de refrigeración en los módulos es muy deseable para mitigar estos efectos. Durante la última década, se han informado varios enfoques prometedores, incluidas arquitecturas avanzadas de disipadores de calor, enfriamiento por convección forzada, enfriamiento por agua, 13 sistemas de heat-pipe, y más recientemente, estrategias de enfriamiento por evaporación basadas en hidrogel . Sin embargo, muchos de estos enfoques requieren recursos adicionales, como electricidad y agua, lo que genera mayores costos operativos.

Por lo tanto, explorar técnicas rentables de gestión térmica se ha convertido en una tarea esencial, particularmente para las células solares orgánicas y de perovskita • 51 •

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emergentes que son más susceptibles a las degradaciones térmicas.

El enfriamiento radiativo El enfriamiento radiativo ha sido reconocido como un mecanismo de enfriamiento prometedor y ecológico para objetos terrestres. Esta técnica facilita la disipación de calor de un cuerpo terrestre al espacio exterior y al medio ambiente mediante radiación térmica, obviando así la necesidad de consumo eléctrico. Esta estrategia de enfriamiento es particularmente adecuada para paneles fotovoltaicos calientes ya que pueden utilizar completamente la ventana de transparencia atmosférica dentro el rango de 8 a 13 μm, e incluso más allá, debido a que sus temperaturas de funcionamiento son significativamente más altas que la temperatura ambiente. Estudios anteriores han discutido el desarrollo de emisores térmicos avanzados mediante la utilización de estructuras fotónicas, polímeros porosos y metasuperficies que exhiben selectividad espectral diseñada para el enfriamiento radiativo. Sin embargo, la mayoría de estos materiales procesan una alta tendencia a la dispersión en el rango del espectro solar, lo que los hace inadecuados para la captación de energía sola . Para una gestión térmica eficaz de los paneles fotovoltaicos, un enfriador radiativo debe cumplir dos criterios principales: (1) alta transparencia en el rango de longitud de onda por encima de la banda prohibida del material semiconductor y (2) fuerte emisividad en el rango de infrarrojo medio (MIR) de banda ancha. Con base en estos criterios, se propuso una estructura de cristal fotónico de sílice para su uso en un absorbente fotovoltaico de silicio , que fue capaz de lograr una reducción de temperatura de 13°C. Otro esfuerzo pionero utilizó un diseño invertido con un enfriador • 52 •

radiativo, que redujo con éxito la temperatura de funcionamiento de un sistema fotovoltaico concentrado en 36 °C. Además, se ha informado que las estructuras piramidales hechas de sílice o polidimetilsiloxano (PDMS) mejoran significativamente la eficiencia de enfriamiento de los paneles fotovoltaicos al mejorar la emisión térmica de banda ancha. Sin embargo, debido a la fuerte absorbancia MIR de los materiales de encapsulación de los módulos fotovoltaicos comerciales (es decir, vidrio), la mejora real de un revestimiento de enfriamiento radiativo de una sola capa para módulos comerciales no es tan significativa como lo es para las células solares desnudas. Además, muchos emisores radiativos planos para enfriamiento subambiental muestran una eficiencia comprometida en áreas húmedas debido a la transparencia limitada del cielo en el rango de longitud de onda deseado, lo que limita la viabilidad de esta estrategia en ambientes al aire libre. Por lo tanto, una implementación más práctica y universalmente aplicable de tecnologías de enfriamiento radiativo en módulos fotovoltaicos requiere una exploración integral que considere los materiales de enfriamiento, las arquitecturas ópticas y las condiciones ambientales reales simultáneamente.

Módulo fotovoltaico con espejo en forma de V En este estudio, se presenta un diseño de módulo fotovoltaico con espejo en forma de V diseñado para una gestión térmica competente de los módulos fotovoltaicos ( Figura 1 A). Los resultados del modelado indican que al explotar la radiación térmica de ambos lados de un módulo fotovoltaico mediante el uso de un diseño en forma de V (v-PV), se pueden lograr múltiples beneficios de enfriamiento radiativo

Figura 1. Diseño de refrigeración radiativa para paneles solares verticales.

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Figura 2. Validación experimental en interiores del canal de refrigeración radiativa.

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de doble cara, efecto de haz y enfriamiento convectivo, por lo tanto. reduciendo la temperatura de funcionamiento fotovoltaica. Se llevó a cabo un examen analítico exhaustivo para investigar el equilibrio entre la eficiencia de recolección de irradiancia solar y el rendimiento de enfriamiento radiativo en varias configuraciones fotovoltaicas diferentes. Las validaciones de experimentos se llevaron a cabo en diferentes condiciones, incluidos entornos de laboratorio, áreas de alta latitud y áreas de baja latitud, y demostramos que un sistema v-PV modificado puede reducir la temperatura de funcionamiento y mejorar la producción fotovoltaica general. Esta investigación presenta un diseño pragmático de enfriamiento radiativo que mejora la gestión térmica de futuros módulos fotovoltaicos (por ejemplo, módulos fotovoltaicos bifaciales de vidrio/vidrio y nuevas arquitecturas para módulos fotovoltaicos instalados verticalmente al adaptarse a las condiciones ambientales reales. Destaca una metodología prometedora para implementar una gestión térmica sostenible para módulos fotovoltaicos emergentes que desempeñará un papel fundamental en el logro del objetivo global de neutralidad de carbono.

Principios generales de diseño Los paneles fotovoltaicos comerciales generalmente se instalan en ángulos específicos (que son función de la latitud) o se suministran con un sistema de seguimiento de un solo eje para maximizar la eficiencia de recolección de irradiancia solar. Sin embargo, este enfoque resulta inevitablemente en un mayor efecto de calentamiento solar, como lo ilustra la fotografía infrarroja que se muestra en la Figura 1 B. Por ejemplo, en regiones áridas y semiáridas, la temperatura de funcionamiento

de los paneles fotovoltaicos puede aumentar a 50-70˚C. En consecuencia, la vida útil de los paneles fotovoltaicos en estas zonas puede reducirse drásticamente en comparación con los instalados en regiones más moderadas.

La implementación de mecanismos de enfriamiento es crucial para optimizar el funcionamiento de los paneles solares. En este contexto, primero evaluamos el equilibrio del flujo de calor de un panel fotovoltaico para resaltar su potencial de enfriamiento radiativo. Como se ilustra en el panel derecho de la Figura 1 B, el flujo de calor en un módulo fotovoltaico se puede describir mediante:

(Ecuación 1)

Dónde Qsun-heat representa el calor convertido de la luz solar absorbida debido a la absorción por debajo de la banda prohibida, las pérdidas por termalización y las pérdidas de calor relacionadas con la recombinación y la resistencia; Qatm representa la radiación térmica absorbida de la atmósfera; Qrad-front y Qrad-rear es la radiación térmica emitida desde la parte frontal y posterior del panel fotovoltaico; Qnonrad describe el flujo de calor no radiativo (principalmente introducido por convección del flujo de aire). La mayoría de los estudios iniciales sobre regulación térmica fotovoltaica se centraron principalmente en aumentar la transferencia de calor no radiativo (es decir, Qnonrad) mediante intercambiadores de calor. Mientras tanto, la importancia de la transferencia de calor radiativo (Qrad-front & Qrad-rear) recibió menos atención hasta hace poco. A pesar del uso de diversos materiales semiconductores con diferente emisividad ε en los módulos fotovoltaicos (como el silicio cristalino, una variedad de semiconductores orgánicos y perovskitas), la elección de las capas de encapsulación en la • 55 •

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donde es la integral angular de la superficie emisora ​​​​sobre el hemisferio,

la velocidad de la luz en el vacío, λ es la longitud de onda y A es el área del emisor. Εrad es la emisividad espectral de cada componente que se muestra en la Figura 1 C. Se puede ver que tanto el vidrio como el EVA exhiben absortividad/emisividad de banda ancha en el rango de longitud de onda de 2 μm a 16 μm, lo que dota al panel de una eficiente transferencia de calor radiativo . Cuando la temperatura del emisor es de 323 K, su correspondiente poder de enfriamiento radiativo Qrad-front es 282 W/m2 (ver la curva azul para un panel fotovoltaico c-Si desnudo), 276 W/m2 (curva roja para vidrio) y 257 W/m2 (curva cian para EVA).

Este poder de enfriamiento se puede mejorar aplicando un recubrimiento transparente adicional con un poder de enfriamiento de hasta 314 W/m2 (es decir, el límite del cuerpo negro en 323 K, ver la curva negra).

es la radiancia espectral de un cuerpo negro a una temperatura T, donde h es la constante de Planck, kB es la constante de Boltzmann , c es

Por el contrario, en el caso de la mayoría de los módulos fotovoltaicos monofaciales, la potencia de refrigeración radiativa en la parte trasera (Qrad-rear) tiene un impacto limitado debido a la diferencia de temperatura relativamente peque-

parte frontal de los módulos fotovoltaicos tiende a ser universal (por ejemplo, vidrio y un encapsulante polimérico tal como acetato de etilenvinilo (EVA)). Por lo tanto, aquí analizamos primero el poder de enfriamiento radiativo en el lado frontal (Qrad-front). Se realizaron mediciones en el espectro de absorción de un panel fotovoltaico de silicio cristalino (c-Si), una placa de vidrio y una lámina de EVA (como se ve en la imagen 1 C). Con base en los datos medidos, estimamos su correspondiente potencia de enfriamiento radiativo ( Figura 1 D) usando la siguiente ecuación:

(Ecuación 2)

Tabla 1. Rendimiento fotovoltaico en diferentes condiciones y circuitos de refrigeración.

• 56 •

ña entre el módulo fotovoltaico (TPV=323K) y el disipador de calor del suelo (Tenviron=300K).

Esto se ilustra en el área amarilla de la Figu-

ra 1 E. Sin embargo, en el diseño v-PV propuesto, la radiación térmica emitida desde la parte posterior del módulo fotovoltaico se

Figura 3. Dependencia angular del efecto de enfriamiento radiativo.

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acopla efectivamente al cielo, aprovechando el frío espacio exterior accesible a través de la ventana atmosférica. Como resultado, se logra un flujo de calor significativamente mayor, que abarca las áreas amarilla y naranja en la Figura 1 E. Para dilucidar aún más el potencial

de esta mejora en el enfriamiento, estimamos el flujo de calor por radiación desde la parte posterior del módulo fotovoltaico (asumiendo (es decir, un cuerpo negro) hacia dos disipadores de calor distintos (es decir, el suelo y el cielo). Como se muestra en la Figura 1 F,

Figura 4. Dependencia de la ubicación del efecto de enfriamiento radiativo y la validación exterior.

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cuando la temperatura del módulo fotovoltaico (TPV ) es 323 K, el flujo de calor por radiación neto con un disipador de calor terrestre a 300 K se estima en 137,9 W/m2, que es notablemente menor en comparación con el flujo de calor por radiación neto logrado con un disipador de calor en el cielo (228,6 W/m2).

En particular, a medida que la temperatura de los módulos fotovoltaicos continúa aumentando, como en las regiones tropicales de latitudes bajas, esta disparidad se amplificará aún más, lo que dará como resultado una potencia de enfriamiento neta más pronunciada. En la sección siguiente, proporcionaremos validación de laboratorio para fundamentar esta mejora del enfriamiento radiativo.

Validación de laboratorio del diseño en forma de V Para validar el enfriamiento radiativo mejorado en el sistema v-PV, realizamos experimentos siguiendo nuestras configuraciones de enfriamiento radiativo interior previamente informadas (Figura 2 A, ver detalles en la Figura S 1 ).

Estudiamos una configuración v-PV (Figura 2 B) utilizando un módulo fotovoltaico comercial (Heyiarbeit, mini módulo de panel solar policristalino de 18 V) e investigamos su temperatura superficial y salida en cinco condiciones diferentes de enfriamiento radiativo, como se ilustra en la Figura 2 C: Condiciones I. y V son la base para mostrar la temperatura del panel solar cuando el canal de enfriamiento radiativo está completamente bloqueado por la placa. Las condiciones II y VI muestran la situación de enfriamiento de un solo lado cuando se retiró la mitad de la placa. En esta situación, la radiación térmica de un lado del panel fotovoltaico puede transferirse a la fuente fría.

En última instancia, la condición III muestra la

situación de refrigeración por ambos lados: es decir, la radiación térmica de ambos lados del panel fotovoltaico se puede transferir a la fuente de frío. Para cambiar entre las configuraciones de enfriamiento radiativo y realizar pruebas consecutivas, alternamos entre bloquear y desbloquear la radiación térmica de las superficies del módulo fotovoltaico cada 30 minutos usando una placa de aluminio opaca . Los primeros resultados experimentales se muestran en la Figura 2 D, donde el módulo fotovoltaico se caracterizó en estado de circuito abierto ( R = ∞), y los resultados se resumen en la Tabla 1 . Como se muestra en la curva azul, la temperatura de la superficie fotovoltaica disminuyó de 53,5 ± 0,1 °C (condición I) a 47,9 ± 0,1 °C (condición II) y cayó aún más a 42,7 ± 0,1 °C (condición III) con la transición al enfriamiento. condiciones. Simultáneamente, las mediciones de voltaje de circuito abierto ( V oc ) mostraron un aumento correspondiente de 17,66 V (condición I) a 18,12 V (condición II) y posteriormente a 18,50 V (condición III) (ver detalles en la Figura S 2).

Se observaron resultados similares al pasar de las condiciones III a IV y V. Además, realizamos un examen similar con el módulo fotovoltaico conectado a una resistencia de 1000 Ω para simular un escenario operativo fotovoltaico realista. Los resultados se representan en la Figura 2 E y los resultados resumidos se pueden encontrar en la Tabla 1.. Aquí, la temperatura de funcionamiento del módulo disminuyó de 53,0 ± 0,2 °C (condición I) a 47,5 ± 0,1 °C (condición II) y posteriormente a 42,7 ± 0,1 °C (condición III). En consecuencia, el voltaje de salida también cambió de 16,60 V (condición I) a 16,98 V (condición II) y luego aumentó aún más hasta 17,40 V (condición III). Estos hallazgos sugieren que el enfriamiento radiativo de doble cara puede reducir significativamente la temperatura de funcio• 59 •

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namiento de un módulo fotovoltaico hasta en 10,6°C, lo que lleva a un aumento en el voltaje de salida de 0,80 V. Los resultados validan la eficacia del diseño v-PV para una gestión térmica competente, que ofrece implicaciones prometedoras para mejorar el rendimiento de los módulos fotovoltaicos.

Rendimiento de refrigeración mejorado Los experimentos de laboratorio proporcionaron pruebas convincentes de la eficacia del enfriamiento radiativo de doble cara, mostrando su potencial para mantener temperaturas más bajas para los módulos fotovoltaicos.

Cuando se implementa en entornos exteriores prácticos, el diseño v-PV ofrece ventajas adicionales, como el efecto de haz y un enfriamiento convectivo mejorado, como se analiza a continuación. Es importante señalar que el enfriamiento radiativo está influenciado por las condiciones climáticas, en particular la humedad. Los niveles de humedad más altos pueden disminuir el poder de enfriamiento radiativo debido a la reducción de la transmitancia atmosférica . Para evaluar exhaustivamente este impacto, realizamos modelos de

la transmisividad espectral atmosférica bajo tres condiciones de humedad distintas, representadas por columnas de agua atmosférica (AWC) de 1000 atm-cm, 3000 atm-cm y 5000 atm-cm, respectivamente (la atmósfera estándar ). , atm, es una unidad de presión definida como 101325 Pascales). La Figura 3 A presenta la representación gráfica de estas condiciones de transmisividad espectral atmosférica modeladas. A medida que aumentan los niveles de humedad, podemos observar una clara disminución de la transmitancia atmosférica. Por ejemplo, la transmisividad atmosférica promedio dentro del rango de longitud de onda de 8 a 13 μm en un ángulo cenital de 0° es 0,79 con un AWC de 1000 atm-cm, que cae a 0,42 cuando el AWC alcanza 5000 atm-cm. Otro aspecto significativo es que la transmitancia atmosférica está fuertemente influenciada por el ángulo cenital. Por ejemplo, como lo ilustra la curva roja en la Figura 3 B, con un AWC de 3000 atm-cm, la transmitancia atmosférica a una longitud de onda de 10 μm es 0,68 en un ángulo cenital de 0° ( T atm (0°)=0,68 ), que cae a 0,47 a medida que el ángulo cenital aumenta a 60° ( T atm (0°)=0,47 ).

Para explorar más a fondo la influencia de la

Tabla 2. Rendimiento fotovoltaico en pruebas exteriores de Buffalo (valor promedio entre las 12:00 p. m. y la 1:00 p. m.).

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transmitancia atmosférica variable en el enfriamiento radiativo fotovoltaico, se realizó un análisis del flujo de calor entre la atmósfera (a 300 K) y un módulo fotovoltaico en función de la temperatura de la superficie fotovoltaica. La Figura 3 C ilustra los resultados para

los tres niveles diferentes de transmitancia atmosférica correspondientes a distintas condiciones de humedad: para una temperatura de la superficie fotovoltaica de 323 K (representada por la línea discontinua vertical), se encontró que el flujo de calor entre la atmós-

Figura 5. Pruebas exteriores a largo plazo.

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fera y el módulo fotovoltaico era 288,2 W/m2 con una columna de agua atmosférica (AWC) de 1000 atm-cm, 243,2 W/m2 con una AWC de 3000 atm-cm y 212,2 W/m2 con una AWC de 5000 atm-cm. Estos valores demuestran claramente el impacto de los diferentes niveles de humedad en el flujo de calor y resaltan la importancia de considerar la transmitancia atmosférica en el contexto del enfriamiento radiativo fotovoltaico. También investigamos el flujo de calor entre la atmósfera (AWC_5000 atm-cm) y el módulo fotovoltaico considerando la transmitancia atmosférica en diferentes ángulos cenital, como se ilustra en la Figura 3 D. Es evidente que el flujo de calor aumenta a medida que disminuye el ángulo cenital. lo que se puede atribuir a la disminución de la transmitancia atmosférica en ángulos cenital variables, como se muestra en la Figura 3 B. Cuando el ángulo cenital es pequeño (por ejemplo, 0°), la radiación térmica emitida por el módulo fotovoltaico puede acceder al espacio exterior más frío ( a 3 K) a través de

la ventana de transparencia atmosférica. Sin embargo, en ángulos cenital elevados (por ejemplo, superiores a 80°), sólo puede intercambiar calor con la atmósfera (a 300 K). En consecuencia, el flujo de calor entre la atmósfera y el módulo fotovoltaico es de 174,2 W/ m2 en un ángulo cenital de 90°, mientras que aumenta a 258,9 W/m2 en un ángulo cenital cercano a 0°. Al enfocar el haz de radiación térmica en un rango más estrecho de ángulos cenital, se puede aumentar significativamente la radiación térmica transmitida a través de la atmósfera y mejorar el rendimiento del enfriamiento radiativo, particularmente en ambientes húmedos.

Además, el diseño vertical del sistema v-PV también garantiza un enfriamiento convectivo natural suficiente al exponer ambos lados del módulo fotovoltaico al flujo de aire libre, lo que promueve aún más la gestión térmica de los módulos fotovoltaicos cuando se combina con el enfriamiento radiativo mejorado. A diferencia de los paneles fotovoltaicos montados

Tabla 3. Rendimiento fotovoltaico en las pruebas exteriores de Thuwal entre las 10:00 y las 14:00 del 13 de noviembre de 2022.

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en tejados con la parte trasera sin ventilación, la potencia de refrigeración por convección que se origina en la parte trasera del módulo puede reducir su temperatura hasta 13,2°C. Como se muestra en la Figura 3 E, estimamos la potencia de enfriamiento por convección del panel fotovoltaico con dos superficies expuestas (curva sólida) y una sola superficie expuesta (curva discontinua) usando la Ecuación 3

(Ecuación 3)

Por ejemplo, con un valor de coeficiente de transferencia de calor no radiativo ( h ) de 4 W/m2, el sistema v-PV con dos superficies ventiladas demuestra una potencia de enfriamiento no radiativo superior de 184,0 W/m2.

Al incorporar las ventajas del enfriamiento radiativo de doble cara (Figura 2), el efecto de radiación (Figuras 3 B - 3 D) y el enfriamiento convectivo (Figura 3 E), el sistema v-PV propuesto ofrece un efecto de enfriamiento significativamente mejorado en comparación con h -PV. Para ilustrar esta mejora general, modelamos las potencias de enfriamiento radiativo de tres escenarios diferentes (Figura 3 F): un h-PV desnudo con una parte trasera sin ventilación (el recuadro inferior, representado por la curva negra), un h-PV con un espejo radiante y una parte trasera sin ventilación (el recuadro del medio, mostrado por la curva roja), y un v-PV (el recuadro superior, representado por la curva azul). Estas potencias de enfriamiento se evaluaron en función de la diferencia de temperatura ( ΔT ) entre el panel fotovoltaico y el medio ambiente, suponiendo una temperatura superficial de los paneles fotovoltaicos de 323 K y temperaturas ambientales variables.

Como se muestra en la Figura 3 F, el diseño v-PV (curva azul) demuestra una potencia de

enfriamiento de 606 W/m2 cuando ΔT es 20 K, correspondiente a una temperatura ambiental de 300 K. En contraste, los otros dos h-PV Los sistemas exhiben potencias de enfriamiento más bajas, con 295 W/m2 para h-PV sin espejo radiante (curva roja) y 337 W/m2 para h-PV con espejo radiante (curva negra). Los resultados del modelado indican claramente la importante mejora en la refrigeración lograda por el sistema v-PV. Sin embargo, al considerar la operación fotovoltaica práctica, es esencial evaluar la producción fotovoltaica general del sistema v-PV, ya que la alineación vertical de los paneles fotovoltaicos puede afectar en gran medida la eficiencia de recolección de irradiancia solar, dependiendo de la ubicación de la instalación. Por lo tanto, en la siguiente sección, exploraremos los beneficios integrales del diseño v-PV considerando tanto el enfriamiento radiativo como la eficiencia de recolección de irradiancia solar.

Beneficios generales del diseño v-PV La producción de un panel fotovoltaico está estrechamente relacionada con su eficiencia de recolección de irradiancia solar, que está influenciada por la orientación del panel y el entorno local, como se ilustra en la Figura 4 A. Para evaluar exhaustivamente las ventajas del diseño v-PV, se realizaron estudios sobre la irradiancia solar recibida ( P sol ) y la temperatura fotovoltaica ( T PV ) para configuraciones v-PV y h-PV en diferentes latitudes (30 ° –50 °) e intervalos de tiempo (8:00 a 19:00 en marzo 23 de septiembre de 2021, con resultados del 23 de septiembre de 2021 mostrados en la Figura S 3). La trayectoria solar se determinó utilizando datos meteorológicos del centro de datos meteorológicos de ASHRAE, • 63 •

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mientras que el efecto de enfriamiento radiativo se modeló simultáneamente basándose en un modelo de biblioteca COMSOL. El esquema de los dos diseños bajo investigación también se muestra en la Figura 4 A, con el panel fotovoltaico orientado hacia el ecuador en dirección norte-sur. Los resultados del modelado se presentan en las Figuras 4 B y 4C, que muestran las diferencias en la irradiancia solar recibida ( ΔP=P h-PV - P v-PV ) y la temperatura de la superficie ( ΔT=T h-PV -T v-PV ) entre los dos diseños respectivamente. Para mayor claridad, el límite donde ΔP es igual a cero está resaltado por las curvas rojas en la Figura 4 B. En particular, v-PV recibe mayor irradiancia solar que h-PV (es decir, ΔP < 0) en latitudes superiores a 46°, principalmente debido a su orientación vertical y su espejo radiante en forma de V. Además, como lo ilustra la curva discontinua negra (el límite donde ΔT es igual a cero) en la Figura 4 C, v-PV también mantiene temperaturas más bajas que h-PV (es decir, ΔT > 0) dentro del rango de latitud de 30°–47,5° , atribuible principalmente a la reducción de la absorción de irradiancia solar. Curiosamente, dentro del rango de latitud delimitado por las curvas discontinuas rojas y negras en la Figura 4 C (es decir, ΔT > 0 y ΔP < 0), v-PV recibe mayor irradiancia solar mientras mantiene temperaturas más bajas en comparación con h-PV, destacando la mayor intensidad solar. potencia de enfriamiento radiativo del diseño v-PV. Estos hallazgos indican que el diseño v-PV puede lograr una producción significativamente mayor en regiones de altas latitudes como Europa y Canadá.

Para validar esta producción fotovoltaica mejorada lograda a través del diseño v-PV propuesto, realizamos una prueba al aire libre el 15 de mayo de 2021 en Buffalo, Nueva York (latitud 42°54′, curva discontinua azul que se muestra en las Figuras 4 B y 4C). Se proba• 64 •

ron el v-PV modelado arriba y un módulo fotovoltaico instalado verticalmente sin el espejo selectivo espectral en la parte posterior (es decir, el PV vertical de un solo lado, denominado sv-PV), así como un módulo de referencia h-PV. como se muestra en la Figura 4 D. Para minimizar la influencia del fuerte enfriamiento convectivo provocado por el ambiente ventoso local, encerramos los tres sistemas dentro de un parabrisas de polietileno.

La temperatura ambiente se midió dentro del parabrisas, lejos de los módulos fotovoltaicos.

Durante toda la prueba, de 9:00 a 18:00, la humedad relativa se mantuvo predominantemente por debajo del 20 %, mientras que la irradiancia solar promedió alrededor de 850 W/m2 y alcanzó un máximo de 920 W/m2 a las 12:40 (Figura S 4). Para visualizar mejor las diferencias de temperatura entre estos diseños, trazamos la temperatura de la superficie fotovoltaica medida, así como la diferencia de temperatura entre dos módulos v-PV y el módulo de referencia (h-PV), como se muestra en las Figuras 4 E y 4 F (es decir, ΔT=T v-PV -T h-PV para la curva azul y ΔT=T sv-PV -T h-PV para la curva naranja), respectivamente. Se puede ver que la v-PV (curva azul) exhibió la temperatura superficial más baja durante todo el período de prueba: alcanzó el valor mínimo a las 9:38 (ΔT = −22,2°C). A las 12:40, cuando la irradiancia solar alcanzó su punto máximo, v-PV registró una temperatura de 59,6°C, que todavía era 9°C más baja que el sistema h-PV (68,6°C) y 4,7°C menos que el módulo sv-PV. (64,3°C). Estas diferentes temperaturas de funcionamiento afectaron la salida de los módulos fotovoltaicos, como lo indica la tensión de circuito abierto medida ( V oc ). Como se muestra en la Figura 4 G, v-PV exhibió el V oc más alto debido a su temperatura de funcionamiento más baja. 45 A las 12:40, el v-PV alcanzó un V oc de 18,49 V, superando

al h-PV en 0,59 V (17,9 V) y al sistema sv-PV en 0,20 V (18,29 V). Sin embargo, es importante tener en cuenta que el sistema v-PV modificado puede experimentar una corriente de cortocircuito significativamente menor ( I sc ), como se indica en la Tabla 2 , principalmente debido a la reducida irradiancia solar recibida. Esta limitación se vuelve más pronunciada en el rango de latitudes bajas, como lo respaldan los resultados de nuestros modelos en las Figuras 4 B y 4 C. En consecuencia, para una implementación más efectiva del sistema v-PV, es esencial diseñar cuidadosamente la arquitectura, teniendo en cuenta tanto la refrigeración radiativa de doble cara como la orientación fotovoltaica óptima. En la siguiente sección, investigaremos un sistema v-PV modificado diseñado específicamente para áreas de baja latitud y dilucidaremos sus ventajas generales.

Las pruebas de refrigeración interior mostraron una reducción sustancial de 10,6 °C en la temperatura de funcionamiento en condiciones controladas de laboratorio. Además, la potencia de refrigeración calculada en varios escenarios atmosféricos corroboró su eficacia. Meticulosamente alineado, el sistema v-PV exhibió un rendimiento superior tanto en potencia de salida como en temperatura de funcionamiento. Sorprendentemente, cuando la eficiencia de recolección de irradiancia solar del panel solar mejoró en un 15% en comparación con un módulo fotovoltaico horizontal alineado, el sistema v-PV propuesto mantuvo una temperatura de funcionamiento ligeramente más baja de 0,2 °C, lo que corresponde a un aumento en la potencia máxima. producción en un 16,8%. Esta estrategia de enfriamiento de doble cara se presta perfectamente a la integración con módulos fotovoltaicos bifaciales, que son más susceptibles a la

degradación inducida por el calor (p. ej., 47 , 48 ). Además, acoplar el diseño en forma de V con un revestimiento de enfriamiento radiativo adicional tiene el potencial de optimizar aún más los efectos del enfriamiento radiativo en los módulos fotovoltaicos bifaciales verticales emergentes (por ejemplo, 35 , 49 , 50). Además, existe una necesidad creciente de un diseño de matriz más completo que tenga en cuenta el impacto del espacio y la altura de las filas. Esto lo convierte en un enfoque muy prometedor para futuros esfuerzos de gestión térmica fotovoltaica y generará conocimientos invaluables para amplificar la eficiencia y durabilidad de los módulos fotovoltaicos, contribuyendo significativamente al avance de las soluciones de energía solar sostenible.

Obviamente la eficiencia del enfriamiento radiativo depende de factores ambientales como la humedad y la nubosidad. En condiciones húmedas o nubladas, la eficacia del enfriamiento radiativo podría disminuir debido al impedimento de la transferencia de calor entre el emisor y el espacio exterior. Además, el impacto de los ángulos de radiación en el efecto de enfriamiento es notable, lo que implica que estos sistemas de enfriamiento variarán en diferentes latitudes. Además, los complementos o materiales introducidos para el enfriamiento radiativo pueden requerir un mantenimiento periódico, como la eliminación de depósitos superficiales de arena y polvo, para garantizar su durabilidad a largo plazo en una variedad de condiciones climáticas.

Este artículo es traducción parcial del estudio publicado en iScience, Volumen 27, Número 2, 16 de febrero de 2024. Sus autores son: Colmillo Huangyu, Liu Zhou,Lujia Xu, Saichao Dang, Stefan De Wolf, Qiaoqiang Gan. • 65 •

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• 67 •

La bomba de calor en la rehabilitación energética de edificios 1º PARTE

Aunque la bomba de calor se instala sobre todo en las construcciones nuevas, en el ámbito de la rehabilitación su implantación todavía es baja, en parte por desconocimiento. En vistas de esto en España, el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) y la Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización (AFEC), han editado una guía enfocada a la introducción de la bomba de calor en la rehabilitación energética.

Las nuevas políticas energéticas van encaminadas, por un lado, a reducir el consumo energético final en todos los sectores y, paralelamente, a aumentar la incorpora• 68 •

ción de las energías renovables al sector de la calefacción y refrigeración.

A nivel de la Unión Europea, la Directiva (UE) 2018/2001 del Parlamento apunta a

que los Estados miembros velen conjuntamente porque la cuota de energía procedente de fuentes renovables sea de, al menos, el 32% del consumo final bruto de energía de la UE en 2030 y, más concretamente, en su artículo 23, insta a cada Estado miembro a aumentar la cuota de energías renovables en el sector de la calefacción y refrigeración, en un porcentaje indicativo de 1,3 puntos de media anual (1,1% en caso de no considerar el calor residual) a partir de la cuota estableci­da en 2020. En este artículo les ofrecemos parte la guía para la introducción de la bomba de calor en la rehabilitación energética.

Aspectos técnicos y de diseño para rehabilitación Las ventajas y prestaciones de la bomba de calor son ya ampliamente conocidas y aplicadas en nueva edificación. Sin embargo, en el sector de la rehabilitación, aun siendo adecuadas, todavía sus ventajas no están siendo aprovechadas y el grado de implantación es bajo, en muchos casos por desconocimiento de la tecnología.

Aunque la tecnología de bomba de calor existe hace muchos años, el desarrollo y los avances téc­nicos que se han venido produciendo han permitido lograr niveles cada vez mayores de eficiencia energética en todo tipo de condiciones ambientales, con temperaturas de trabajo cada vez mayores

y convirtiéndola, en consecuencia, en una opción cada vez más respe­tuosa con el medio ambiente.

Además, dado que esta tecnología se abastece generalmente de la red eléctrica, permite com­patibilizar con las instalaciones para autoconsumo, como por ejemplo los paneles fotovoltaicos, y aprove­char la autogeneración de energía eléctrica para hacer funcionar la bomba de calor y obtener energía térmica «gratuita» para calefacción, refrigeración y ACS. Además, cabe la posibilidad de almacenar posibles excedentes de energía eléctrica me­diante acumuladores térmicos, lo que permite aprovechar esa energía en un momento diferente al de su producción, reduciendo todavía más los costos y permitiendo un mayor grado de autosuficiencia energética para el usuario.

Al tratarse de rehabilitaciones de edificios que, normalmente, ya disponen de una instalación opera­tiva existente sobre la que se va a ejecutar una modificación, el técnico debe valorar las condiciones de trabajo y de operación previas, con el fin de determinar la solución más adecuada.

Evaluar la instalación existente y la potencia necesaria En primer lugar, para el cálculo de la potencia necesaria en la instalación en rehabilitación se dispone de un gran número de datos que nos informan de cuáles son las necesidades reales • 69 •

del edificio o local. Entre otros se conoce, en la mayoría de los casos: cómo está ejecutada; su consumo en cada periodo y uso; temperaturas de impulsión; saltos térmicos; respuesta de los emisores; horarios ac­tuales y posibles; procesos de arranque, parada y puesta en servicio; y, por supuesto, sus patologías, por lo que se dispone de un abanico de datos que el técnico tiene a su disposición y deberá interpretar para aplicar la mejor solución desde el punto de vista de rendimiento e inversión.

En segundo lugar, para este cálculo de potencia necesaria, el técnico debe considerar si está prevista una futura intervención en el edificio que pudiera reducir las cargas térmicas, como la mejora de los aislamientos, cerramientos, la eliminación de los puentes térmicos, sustitución de ventanas, actuaciones sobre las cubiertas, etc. Todas las actuaciones previstas deben, no obstante, garantizar una correcta calidad de interior puesto que intervienen directamente sobre la ventilación existente.

En tercer lugar, debe prestarse atención a la estrategia para atender a la potencia parcial que necesitará la instalación en refrigeración y calefacción. En ACS, la cobertura de demanda se realiza con una acumulación suficiente y previa al consumo y deben tenerse en cuenta las características de ocupación del edificio, el consumo real y el perfil de extracción.

En refrigeración, la carga térmica debe ser evaluada en cada caso, puesto que no depende de la tem­peratura exterior solamente, sino que influye negativamente la radiación solar, las cargas internas, etc.

Es obvio también que las intervenciones • 70 •

en fachada, aislamientos, cerramientos, ventilación, etc. reducen la carga térmica durante los meses de verano.

En calefacción y, en general, durante el 80% de las horas anuales de calefacción previstas, solo es necesario el 50% de la potencia total instalada.

Para conocer la potencia real que demanda la instalación cuando el generador de calor funciona con combustible fósil, el técnico cuenta con los datos de consumo de combustible, tiempos de funcionamiento, análisis de humos de la caldera, etc.

Para determinar la potencia que se está aportando a un circuito hidráulico, es necesario conocer la masa del fluido que circula por unidad de tiempo (caudal másico), así como su salto térmico.

Este dato del caudal másico puede obtenerse por varios métodos, directos e indirectos. Entre los primeros se encuentra naturalmente la instalación de contadores. Entre los indirectos, por poner un ejemplo, a partir de la información de la pérdida de carga en el circuito hidráulico objeto de estudio. En este último caso se debe disponer de manómetros en la instalación que permitan medir la pérdida de carga a la que está haciendo frente la bomba circuladora, así como la curva de la misma.

Una vez conocido el caudal volumétrico (l/s), obtenido a partir de las medidas del manómetro y di­ mensiones de la tubería, y aplicando la densidad del agua a la temperatura en que se encuentra, es sencillo disponer del caudal másico, en kg/s.

La siguiente ecuación define el cálculo de la potencia calorífica aportada:

Siendo: P: Potencia calorífica expresada en kJ/s o kW (1 Julio (J) = 1 W x segundo). m: Caudal másico expresado en kg/s.

Cp: Calor específico del agua expresado en kJ/kg · °C. ΔT: Salto térmico entre impulsión y retorno expresado en °C.

La importancia de la mejora de la envolvente térmica del edificio La mejora de la envolvente térmica, y la ventilación si procede, durante una rehabilitación conlleva enormes ventajas, ya que no solo ayuda a disminuir el consumo, el gasto energético, el impacto sobre el medio ambiente, etc., sino que tiene consecuencias positivas en el confort de los ocupan­tes, revaloriza la vivienda y alarga la vida útil del edificio.

Por estas razones, al planificar una rehabilitación y considerar objetivos de mejoras estructurales, mejo­ ras del saneamiento, cambio de instalaciones, rediseño de interiores y optimización de las prestaciones de climatización, debe tenerse también muy en cuenta la posibilidad de mejora de la envolvente térmi­ca para conseguir beneficios de salud, confort, económicos y medioambientales. En cualquier caso, debe tenerse en cuenta que la me­ jora de la envolvente puede causar una reducción en la ventilación prevista originalmente en el edificio. Por ello, es necesario valorar conjuntamen-

te con la rehabilitación de la envolvente térmica la necesidad de dotar al edificio de sistemas que garantizan la ventilación y la calidad de aire interior necesaria, pre­ ferentemente mediante sistemas de ventilación mecánica controlada con recuperación de la energía, para de este modo garantizar la salud de los ocupantes y la eficiencia energética a alcanzar deseada.

La sustitución del sistema convencional de calefacción y ACS existente en el edificio por uno basado en bomba de calor, conjuntamente con la mejora de la envolvente térmica y el sistema de ventilación con recuperación de calor, ofrecen los beneficios siguientes: • La mejora de la envolvente térmica y la ventilación con sistemas de recuperación de calor reducen drásticamente la carga térmica de calefacción y refrigeración y, conse­cuentemente, la nueva potencia necesaria a instalar.

• Esta disminución en la potencia necesaria permite que también sea menor la inversión en la instalación térmica y el costo de los equipos de bomba de calor.

• Serán además de menor tamaño, más fáciles de instalar e integrar, ade­más de precisar una menor potencia eléctrica contrada.

Otra consecuencia de la reducción de la carga térmica es la de permitir a los equipos, ahora de menor número o tamaño, trabajar durante un gran número de horas con cargas parciales reducidas. De media, solo el 20% de horas al año es necesaria una potencia en calefacción superior al 50%. Debido a esta gran cantidad de horas de trabajo a car• 71 •

ga parcial y puesto que los equipos de Esquemas de principio, menor potencia disponen de una mejor instalaciones individuales adaptación en este escenario, se evitan y centralizadas ciclos ineficientes desde el punto de vista energético como son los ciclos de marEn todas las instalaciones es imprescindicha-paro. ble un esquema de principio hidráulico y Esta optimización a baja carga parcial eléctrico, acompa­ñado de una estrategia permite también que el compresor traclara y definida de cómo se gestionarán baje durante muchas horas a un número los circuitos, temperaturas, cuál será el rémenor de revoluciones y un menor desgimen de uso del generador, qué elemenplazamiento de refrigerante, por lo que Guias IDAE to gestiona qué otro, etc. Esta necesidad tiene un menor trabajo, un menor cones aún más crítica en una instalación que sumo, un mejor rendimiento estacional y va a ser objeto de rehabilitación.

En el gráfico 3-1, puede verse en el interior del cuerpo la bomba calorde un depósito de inercia una mayor durabilidad.

Para de facilitar la de labor los proyectistas, que, además de equilibrar caudales en cada generador, ofrece un volumen de agua suficiente para los fabricantes disponen de esquemas de realizar la función de desescarche, así como para evitar ciclos cortos de compresor.

X T

P

A Unidad interior

M

T

T

P

P

P P T

T

Ts

T P T

S T

Gráfico 3‑1. Ejemplo de esquema principio de caldera existente con de calorexistente Gráfico 1. Ejemplo dedeesquema de principio debomba caldera

con bomba de calor

• 72 •

3.3.2. Bomba de calor, varios circuitos hidráulicos, separador hidráulico y bomba de calor para ACS

Bomba de calor, combinada con caldera como sistema híbrido

prin­cipio probados y actualizados que incluyen ya la estrategia de funcionamiento para obtener el me­jor rendimiento del sistema, así como el control de la instalación, telegestión, etc. Dichos esquemas suelen estar disponibles tanto para elementos terminales como para generadores de diferente tipo, como calderas o bombas de calor, así como para grupos de bombeo, válvulas mezcladoras, válvulas diversoras, mandos, termostatos, sondas, entre otros, y se particularizan para instalaciones indivi­ duales, colectivas, hibridacio025 nes, etc.

X

El control de ambos generadores se realiza desde la centralita de la bomba de calor, que elige la mejor estrategia de funcionamiento de ambos en función de temperaturas exteriores, coste de la energía, tipo de funcionamiento (ecológico, económico, etc.).

En el gráfico 1, puede verse en el interior del cuerpo de la bomba de calor un depósito de inercia que, además de equilibrar caudales en cada generador, ofrece un volumen de agua suficiente para realizar la función de desescar-

T

Ts

S

M

Ts

S

M

Ts

S

P

A

Unidad interior

M

M

P

P T

T

50 °C

50 °C

P T

1.600 l/h 45 °C

D

800 l/h

P T P T

40 °C

Gráfico 3‑2. Esquema de principio de bomba de calor con tres circuitos hidráulicos. Funcionamiento en calefacción

Gráfico 2. Esquema de principio de bomba de calor con tres circuitos hidráulicos. Funcionamiento en calefacción M

Ts

S

• 73 • X

Unidad interior

P

A

Unidad interior

M

M

P che, así como para evitar ciclos cortos T P T de compresor.

50 °C

Bomba de calor, varios circuitos hidráulicos, separador hidráulico y bomba de calor para ACS P T

1.600 l/h 45 °C

Se dispone una bomba de calor compacta para calefacción, refrigeración y apoyo para ACS, un depó­sito de inercia (que actúa como separador hidráulico)

S

Ts

y tres circuitos hidráulicos, uno de radiadores - fancoils y dos de suelo radiante, todos ellos con su válvula mezcladora, P T 50 °C además de una bomba de calor dedicada exclusivamente para ACS. D 800 l/h P T El control de la bomba de calor elige 40 °C la temperatura del depósito de inercia en función de la mayor temperatura demandada de cada uno de los circuitos, dependiendo de si están o no en funciona­miento, de la temperatura de

Gráfico 3‑2. Esquema de principio de bomba de calor con tres circuitos hidráulicos. Funcionamiento en calefacción

M

Ts

S

M

Ts

S

M

Ts

S

Unidad interior

X

A

P M

P P T

T P T

P T

D

P T

Gráfico 3‑3. Esquema de principio de bomba de calor con tres circuitos hidráulicos. Funcionamiento en ACS

Gráfico 3. Esquema de principio de bomba de calor con tres circuitos hidráulicos. Funcionamiento en ACS 108

• 74 •

dráulico o un depósito de inercia interpuesto con esa función.

3.3.3.

Bomba delacalor con de conexión al circuito de calefacción impulsión exigida por curva cale-directa Bomba de calor con conexión directa facción en cada uno de ellos, del horaal circuito de calefacción rio de uso, etc.caso se dispone de un solo circuito deEn este caso seradiante. dispone dedesea un solo cir-una En este radiadores o suelo Si se evaluar Simplificando esquema se observa cuito deconocer radiadores radiante.

Si conexióneldirecta sin separador hidráulico, es importante y valoraroelsuelo tipo y diámetro de tubeque cada ofrece temperase desea una conexión ría encircuito cada tramo de cadalacircuito, así como disponer de un evaluar volumen de inercia suficiente,directa estimar la tura de velocidad impulsión y salto tér­ m ico que sin separador hidráulico, es importante de paso del fluido y la nueva pérdida de carga de la instalación. Con estos datos se puede los elementos terminales a o si es conocer el tipo y hidráulicos diámetroo depóde conocer si es posible esaconectados conexión directa necesarioyelvalorar uso de separadores ellos necesitan, así con como del salto tértube­ría en cada tramo de cada circuito, sitos de inercia esta función. mico y caudal en circulación preciso en así como disponer de un volumen de la bomba de calor. inercia suficiente, estimar la velocidad de Este estudio debe realizarse previamente para garantizar tanto las condiciones de confort térmico en las paso del fluido y la nueva pérdida de cardiferentes estancias como para verificar que no se producen ruidos excesivos en la instalación. Conviene recordar que un caudal en circulación con un salto térmico de 5 K será el doble que para un salto térmico de 10 K y el cuádruple que para un salto térmico de 20 K para la misma potencia térmica.

X

T

P

A Unidad interior

M

P P T

T

Ts

P T

S

P T P T

Gráfico 3‑4. Esquema de principio conexión directa del circuito a la bomba de calor

Gráfico 4. Esquema de principio conexión directa del circuito a la bomba de calor

• 75 •

109

ga de la instalación. Con estos datos se puede conocer si es posible esa conexión directa o si es necesario el uso de separadores hidráulicos o depó­sitos de inercia con esta función.

Este estudio debe realizarse previamente. Conviene recordar que un caudal en circulación con un salto térmico de 5 K será el doble que para un salto térmi­co de 10 K y el cuádruple que para un salto térmico de 20 K para la misma potencia térmica.

En este ejemplo se analizan tres instala-

ciones con radiadores en las que se sustituirá la caldera por una bomba de calor de 16 kW. La conexión hidráulica prevista es directa. La tubería es de cobre, con un diámetro interior diferente para cada instalación, 16 mm, 20 mm y 26 mm, respectivamente.

En primer lugar, y para la potencia calculada, 16 kW, se debe calcular el caudal de agua en circulación necesario a través del sistema a partir de la ecuación ya conocida.

IDAE Para convertir de caudal másico Guias a volu-

Caldera convencional ΔT = 20 K Instalación

Ø mm

ṁ [kg/s]

Q [l/s]

Q [m3/s]

v [m/s]

Uno

16

0,1914

0,1953

0,0001953

0,97

Dos

20

0,1914

0,1953

0,0001953

0,62

Tres

26

0,1914

0,1953

0,0001953

0,37

Bomba de calor ΔT = 10 K Instalación

Ø mm

ṁ [kg/s]

Q [l/s]

Q [m3/s]

v [m/s]

Uno

16

0,3829

0,3905

0,0003905

1,94

Dos

20

0,3829

0,3905

0,0003905

1,24

Tres

26

0,3829

0,3905

0,0003905

0,74

Tabla 3‑1. Ejemplo de velocidad en tuberías Tabla 1. Ejemplo de velocidad en tuberías

Se puede observar que, al dividir el salto térmico entre dos, el caudal y la velocidad del fluido se duplican, • 76 • puesto que La resistencia al paso del fluido por metro lineal de tubería (conocida como pérdida de carga) es proporcional al cuadrado de la velocidad. Si se usa un ábaco para el cálculo de pérdida de carga en

métrico, se debe tener en cuenta la densidad (ρ) del fluido (agua, glicol, etc.), que, para el caso del agua, es de 980 kg/m3 a una temperatura de 65 ºC.

Para obtener la velocidad de paso del fluido en el circuito primario, debe aplicarse la siguiente ecuación:

Donde: v: Velocidad (en m/s).

Q: Caudal (en m3/s). rint: Radio interior de la tubería, en metros. π: Constante matemática pi de valor 3,1416.

Utilizando las dos ecuaciones anteriores se puede obtener la velocidad de paso para los diferentes diámetros de tubería de la instalación. En este ejemplo se considera un salto térmico de trabajo de 20 K para la caldera y de 10 K en la bomba de calor.

Se puede observar que, al dividir el salto térmico entre dos, el caudal y la velocidad del fluido se duplican, puesto que La resistencia al paso del fluido por metro lineal de tubería (conocida como pérdida de carga) es proporcional al cuadrado de la velocidad. Si se usa un ábaco para el

cálculo de pérdida de carga en tuberías de cobre, puede comprobarse que cuando la velocidad se duplica, la pérdida de carga es 4 veces mayor.

La pérdida de carga final de la instalación que tendrá que vencer la bomba circuladora, será la suma de la generada por la longitud de la tubería más la generada por el número de codos, accesorios utilizados, etc. Para facilitar los cálculos se suele asumir una «longitud equivalente» por cada codo y accesorios, (por ejemplo, 0,5 m por codo, 1,5 m por unión en «T», etc.), lo que, sumado a la longitud de la tubería, se toma como «longitud total equivalente».

Para instalaciones con un gran número de piezas, codos, etc., la pérdida de carga total generada pue­de ser un inconveniente, aun con longitudes de tuberías «cortas». Por ejemplo, para el caso de una tubería de 16 mm y para una longitud total equivalente de 50 m, la tabla 1 indica que la bomba cir­culadora deberá vencer una presión estática mínima de 15 metros de columna de agua (m.c.a.) o 1,5 bar, solo al alcance de grupos de bombeo de alta presión y no habitual en este tipo de instalaciones. Para los otros dos casos, donde las pérdidas de carga respectivas son 5 m.c.a. (0,5 bar) y 1,5 m.c.a. (0,15 bar), sí se encuentran en el mercado bombas circuladoras de estas características de caudal y presión, aunque 0,5 bar es una presión en el límite de muchas de las bombas circuladoras comunes en este tipo de aplicaciones y su consumo sería elevado en estas condiciones.

A la vista de los datos anteriores, el resumen final de la valoración y medidas a tomar se puede obser­var en la tabla 2.

• 77 •

Selección de los equipos Selección de la bomba de calor en calefacción 1. Determinar la temperatura exterior de proyecto para la localidad considerada.

2. Determinar la potencia térmica necesaria en la instalación en la temperatura exterior de proyecto.

3. Establecer la temperatura de impul-

sión máxima necesaria. a. Aunque en el mercado existen bombas de calor con temperaturas de impulsión de hasta 70 y 80 °C, para optimizar la eficiencia energética es conveniente que el sistema solo necesite llegar a dichas temperaturas de manera puntual, puesto que el COP es inversamente proporcional a la temperatura de impulsión. b. Otra opción es valorar modelos con temperaturas máximas de impul-

¿Debe P Ø mm v disponerse de Potencia Instalación Diámetro Velocidad ¿Debede Separador hidráulico un volumen P de Ø mm bomba número interior de (m/s)vcon disponerse inercia en la de Potencia Instalación Diámetro Velocidad Separador hidráulico un volumen de calor (kW) tubería ∆t=10 K bomba de número interior de (m/s) con instalación? inercia en la calor (kW)

tubería

∆t=10 K

16

1

16

1,94

1616

22

2020

1,24 1,24

16

16

16

1

3

3

16

26

26

1,94

0,74

0,74

instalación?

Necesario**, al superar la Necesario**, al superar la velocidad velocidaddede1 1m/s m/s

siempre Sí,Sí,siempre

Recomendable *

Recomendable *

Tabla 3‑2. Tabla resumen de los ejemplos de conexión directa * Comprobar la bomba dispone del directa caudal suficiente para la pérdida de presión considerada.

Tabla 3‑2. Tablaque resumen de loscirculadora ejemplos de conexión

Tener en cuenta que muchos elementos terminales disponen de válvulas de corte automáticas, termostáticas,

*etc., Comprobar que la bombael circuladora dispone del caudal suficiente para la pérdida de presión que pueden reducir caudal y causar averías por falta de recirculación.

Por estos motivos,considerada. la instalación de unen separador hidráulico depósitoterminales de inerciadisponen con esta de función suele la opción más segura.

Tener cuenta que muchosy/o elementos válvulas deser corte automáticas, termostáticas, ** Mediante el separador hidráulico se trabaja caudales, uno en el Por ladoestos del generador otro en lado etc., que pueden reducir el caudal y causar averíasconpordosfalta de recirculación. motivos, lay instalación de los elementos terminales. de un separador hidráulico y/o depósito de inercia con esta función suele ser la opción más segura.

** Mediante el separador hidráulico se trabaja con dos caudales, uno en el lado del generador y otro en lado recomendación general en viviendas, aunque sea solo para uso de calefacción, es la de limitar la deLalos elementosTabla terminales.

2. Tabla resumen de los ejemplos de conexión directa

velocidad a lo que indica el documento reconocido de comentarios al RITE (IDAE, 2007): «La velocidad de circulación del agua en los sistemas mixtos (calefacción y refrigeración) situados en el interior de las viviendas se limitará a 1 m/s», por lo que en la instalación 1 y 2 será necesario el uso de un separador hidráulico o depósito de inercia con esa función. En estas dos instalaciones se trabajará con dos Lacaudales recomendación general en viviendas, aunque sea solo para uso de calefacción, es la de limitar la (y diferentes saltos térmicos) a un lado y otro del separador hidráulico.

• 78 •

velocidad a lo que indica el documento reconocido de comentarios al RITE (IDAE, 2007): «La velocidad Encirculación cuanto a lasdel pérdidas de la instalación, dependerán de la longitud de tubería de agua endeloscarga sistemas mixtos (calefacción y refrigeración) situados en elinstalada, interior dedel

3.4.1. Selección de la bomba de calor en calefacción Los puntos más importantes para la selección serían los siguientes:

inercia con esa función para gamás bajas, que incorporen sis-proyectode 1.sión Determinar la temperatura exterior de para la localidad considerada. temas que solo entren en indicadas rantizar caudal óptimo en todos los a. auxiliares, Pueden tomarse las temperaturas en el el documento reconocido, Condiciones funcionamiento dichosde momentos climáticasen exteriores proyecto (IDAE). equipos, tanto generador como elepuntuales. mentos terminales, evitando proble4. 2.Determinar temperatura exterior a en la instalación mas de falta detemperatura caudal porexterior cierre de Determinar la la potencia térmica necesaria en la de prolayecto. que la bomba de calor debe aporlas válvulas de zona, parada de bomtar la potencia térmica necesaria. bas, etc.

5. 3.Calcular ellasalto térmicodenecesario 7. Concretar Establecer temperatura impulsión máxima necesaria. el volumen de agua neceque se debe mantener en losexisten elemena. Aunque en el mercado bombas desario. calor con temperaturas de impulsión de hasta 8.

Definir el esesquema de que principio y la solo tos terminales.

70 y 80 °C, para optimizar la eficiencia energética conveniente el sistema estrategia de control 6. Valorar necesite preferentemente el temperaturas uso de llegar a dichas de manera puntual, puestocompleta. que el COP es inversaComo se ha visto anteriormente, los separadores hidráulicos o depósitos mente proporcional a la temperatura de impulsión.

Ejemplo de variación del COP de una bomba de calor aire-agua, específica de alta temperatura, en b. Otra opción es valorar modelos de impulsión más bajas, que función la temperatura de entrada de airecon a latemperaturas unidad exteriormáximas y a la temperatura de impulsión

incorporen sistemas auxiliares, que solo entren en funcionamiento en dichos momentos puntuales.

4,5 4 3,5

COP

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 45 °C 55 °C 65 °C 75 °C 80 °C

-20 2,16 2,16 1,98 1,81 1,72

-15 2,28 2,23 2,04 1,84 1,74

-7 2,67 2,59 2,33 2,06 1,93

-2 3 2,89 2,59 2,29 2,14

2 3,28 3,14 2,79 2,46 2,29

7 3,62 3,46 3,07 2,67 2,5

12 3,99 3,78 3,31 2,87 2,66

15 4,21 3,97 3,47 3 2,78

Temperatura de entrada de aire a la unidad exterior (°C) 45 °C

55 °C

65 °C

75 °C

80 °C

Gráfico 3‑5. Ejemplo de variación del COP de una bomba de calor aire‑agua de alta temperatura en función de las temperaturas exteriores y la temperatura de impulsión Gráfico 5. Ejemplo de variación del COP de una bomba de calor aire-agua

de alta temperatura en función de las temperaturas exteriores y la temperatura de impulsión

113 • 79 •

necesitar el uso de elementos auxiliares. fabricantes facilitan múltiples esquemas que incluyen el control de los equipos, grupos de bombeo, control Uso de radiadores existentes de la instalación, telegestión, etc.

Las bombas de calor obtienen sus me9. Especificar la potencia térmica necejores rendimientos cuanto menor sea la temperatura de impulsión, por lo que su saria a suministrar por la bomba de instalación sobre sistemas existentes de calor en calefacción o por la bomba baja temperatura no exige requisitos esde calor y el elemento auxiliar, para la temperatura de aire exterior de propeciales, aparte de asegurar un volumen de agua para la bomba de calor y trabayecto.

Debido a su principio de funcionamiento, jar con el caudal que sea necesario en la las bombas de calor aportan menos pobomba de calor y en el sistema existente.

Sin embargo, el uso de radiadores traditencia cuanto más elevada es su temperatura de impulsión y/o cuanto menor es cionales sí merece más atención, espela temperatura de captación o intercamcialmente al ser uno de los emisores más habituales. bio con el medio exterior, por lo que, para En el caso de una rehabilitación en la seleccionar el modelo de bomba de calor más adecuado es necesario consultar las curvas de trabajo y/o realizar simulaTa ciones mediante software de cálculo que Te generalmente facilitan los fabricantes de los equipos.

Las curvas de trabajo de las bombas de calor están disponibles en las tablas disTm ponibles en la docu­mentación técnica o en el software de cálculo que cada fabriTs cante facilita, entre otros.

En este caso, la contratación de potencia eléctrica debe ser suficiente, espeGráfico 3‑7. Temperaturas consideradas en un radiador de entrada del agua te: Temperatura cialmente cuando se tiene previsto el uso al radiador. de resistencia eléctrica como sistema tm: Temperatura media del agua en auxiliar. En general, elegir unaDonde: bomba de el radiador. calor de menor potencia y una resistencia eléctrica (de pequeña potencia, por ts: Temperatura de salida del agua te: Temperatura de entrada del agua al radiador. del radiador. ejemplo 2 kW) o una bom­ba de calor de tm: Temperatura media del agua en el radiador. mayor potencia (sin el uso de resistencia ta: Temperatura ambiente. eléctrica) precisan de una contratación t : Temperatura de salida del agua del radiador. de potencia similar. En todo caso, las bomba de calor es un sistema de calefacción t : Temperatura ambiente. Gráfico 6. Temperaturas concebido para su uso continuo, alo que consideradas en un radiador le permite trabajar a baja carga la mayor La emisión térmica se ve influida por la diferente temperatura de trabajo de las instalacio parte de la temporada de calefacción puede verse sin en el gráfico 3-8 de un radiador genérico.

• 80 •

140% 120%

Gráfico 3‑7. Temperaturas consideradas en un radiador convección y por radiación. Esta emisión de calor depende del salto térmico entre la temperatura media del propio radiador trabajar con una menor temperatura de (tm) y la temperatura ambiente donde se debe valorarse repercusión impulsión, te: Temperatura de entradaladel agua al radiador. encuentra el radiador (ta). Desde el punque tendrá la modificación de las temde trabajo y salto térmico del to de vista del rendimiento de un genera peraturas tm: Temperatura media del agua en el radiador. agua previsto. Es decir, un aspecto clave dor, sea del tipo que sea, la temperatura es verificar si, en estas nuevas condiciode impulsión debe ser la menor posible ts: Temperatura de salida del agua del radiador.

(Gráfico 6). nes, los radiadores existentes aportan La emisión térmica se ve influida por la la poten­cia necesaria para alcanzar las condiciones ta: Temperatura ambiente. diferente temperatura de trabajo de las de confort o si es necesario instalaciones, como puede verse en el tomar medidas adicionales. gráfico 7 dedeuntrabajo radiador genérico.

Los radiadores emiten por temperatura La emisión térmica sede veagua influida por lacalor diferente de las instalaciones, como que se estudie la incorporación de equi-

Donde: pos bomba de calor, con la intención de

puede verse en el gráfico 3-8 de un radiador genérico.

140% 120% 100%

% emisión

80% 60% 40% 20% 0% 10

20

30

40

50

60

Salto de temperatura (oC) Emisión térmica CONVECCIÓN (%)

Emisión térmica RADIACIÓN (%)

Emisión térmica TOTAL (%)

Gráfico 3‑8. Emisión térmica en función del salto de temperatura de un radiador genérico (cada radiador tiene su Gráfico 7. Emisión térmica en funciónaltura, del salto curva correspondiente en función de su construcción, etc.) de temperatura de un radiador

genérico (cada radiador tiene su curva correspondiente en función de su construcción, altura, etc.)

11 • 81 •

De la fórmula expuesta más arriba, (Φ = Para conocer la potencia aportada por KM · ΔTn), despejando KM, para los daun radiador se puede acudir a las tablas de los catálogos su­ministrados por los tos de la tabla 3, puede obtener el valor fabricantes, donde se expresa la emide la constante, lo que, unido al dato del exponente, permite calcular la potencia sión calorífica de cada modelo para un en cada salto térmico. salto térmico de 50 °C con respecto al Para conocer la potencia aportada por un radiador se a las el tablas de los catálogosnosuEnpuede casoacudir de que calor aportado ambiente (Δt= 50 °C). la emisión calorífica que un la salto viComo la por emisión caloríficadonde del radiador ministrados los fabricantes, se expresa la alcance emisión calorífica de cada modelo para varía de en 50 función de dichoal salto térmico, térmico °C con respecto ambiente (Δt= 50 °C).vienda necesita en las con­diciones más se recomienda con­sultar el dato de la desfavorables, será necesario considenueva emisión y verificar su idoneidad a rar otras medidas, entre otras: Como la emisión calorífica del radiador varía en función de dicho salto térmico, se recomienda conlas nuevas temperaturas de trabajo.

sultar el dato de la nueva emisión y verificar su idoneidad a las nuevas temperaturas de trabajo.

Exponente de la curva y potencia térmica total, de un radiador (simulado) de 515 mm de ancho, en función de su altura y su salto térmico entre su temperatura media (Tm) y la temperatura ambiente (Ta) Exponente de la curva (n). Altura del Salto térmico ∆T = UNE-EN 442 radiador (mm) Tm - Ta

°C

60

50

40

30

1,24

755

Potencia térmica del radiador (KΦ)

W

513,1

380,6

288,7

202,1

1,25

1160

"

W

869

613,1

464,1

323,9

1,26

1720

"

W

1282,9

911

687,8

478,7

1,22

760

"

W

512,1

289,9

220,6

155,3

1,26

1350

"

W

717,8

395,9

298,8

208,0

1,29

1990

"

W

1281,9 613,3

460,3

317,6

Tabla 3‑4 Ejemplo de valores de de emisión calorífica de diferentes radiadores de alta temperatura con diferentes Tabla 3. Ejemplo valores de emisión calorífica de diferentes radiadores de alta temperatura con diferentes saltos térmicos saltos térmicos

De• 82 la •fórmula del punto 2.2.2. de esta guía, (Φ = KM · ∆Tn), despejando KM, para los datos de la tabla anterior, puede obtener el valor de la constante, lo que, unido al dato del exponente, permite calcular

• Ampliar el número de elementos del ra-

diador (si este lo permite).

• Aumentar el número de horas de cale-

facción para compensar la inercia térmica.

• Utilizar bombas de calor de mayor tem-

peratura de impulsión.

• Reducir la demanda térmica del edifi-

cio, por ejemplo, mediante sistemas de ventilación con recuperación de calor.

• Utilizar radiadores de baja temperatura.

• Hibridar la instalación, combinando

bombas de calor con calderas existentes y cubrir así el pico de demanda de temperatura de impulsión.

En relación a este último punto, la aparición de bombas de calor aerotérmicas domésticas que pue­den alcanzar hasta 75 °C de temperatura gracias a los nuevos refrigerantes, o de bombas de calor de alta temperatura con doble etapa de compresión (dos compresores) y que elevan la temperatura de impulsión hasta los 80 °C, así como la posibilidad de combinar tecnologías, permiten hacer frente a todo tipo de instalaciones, bien como bomba de calor unitaria, bien como equipos en cascada o bien como sistema híbrido. Conviene recordar que, al elevar la temperatura de impulsión, el rendimiento de la bomba de calor se verá afectado y la eficiencia del sistema disminuirá con el consiguiente incre­ mento en el consumo de energía.

Deben también estudiarse las patologías presentes antes de la actuación sobre la instalación, por lo que el técnico competente deberá hacer un estu-

dio previo de cuál es el comportamiento real de los radiadores en la instalación, por ejemplo, mediante termografías, que pueden arrojar información de descompensaciones hidráulicas, exceso o falta de caudal, etc., que precisa de una evaluación previa.

En instalaciones simples, como las de una vivienda unifamiliar, se puede realizar una prueba sencilla sobre la instalación. Esta prueba consiste en hacer funcionar el generador basado en combustible fósil a una temperatura de impulsión de 50 °C o menor durante un tiempo limitado (un mes, etc.), en condiciones de invierno. Si el usuario no percibe cambios en las condiciones de confortabilidad, es posible instalar una bomba de calor con garantías de ahorro.

Con esta prueba se puede comprobar si el número de elementos del radiador instalado es suficiente para alcanzar las temperaturas requeridas en el interior; en caso contrario, debe investigarse si el caudal en circulación es correcto, si la compensación hidráulica es correcta, etc., y repetir la prueba hasta llegar a resultados concluyentes.

En la mayoría de las ocasiones, para el trabajo con radiadores basta con aumentar el número de horas de funcionamiento. Como se indica en el RITE, para nuevas instalaciones, «los emisores térmicos se dimensionarán para tem­peraturas de entrada en calefacción inferiores a 60 °C, y de entrada en refrigeración superiores a 7 °C».

CONTINUARÁ • 83 •

CALIDAD DE AIRE

CALIDAD DE AIRE

Mantenimiento de la calidad del aire interior con cortinas de aire Las pruebas muestran que las cortinas de aire son efectivas tanto para desinfectar el aire de los edificios como para prevenir la infiltración de partículas en el aire. Por Andy Ross*

Durante la primavera y el verano de 2023, el humo de los incendios forestales fuera de control en el este y el oeste de Canadá cubrió ciudades de toda América del Norte, lo que llevó a • 84 •

los funcionarios de salud locales a emitir alertas sobre la calidad del aire y alentar a las personas a permanecer en el interior,1 renovando el interés público en calidad del aire interior (IAQ) provoca-

do por la pandemia de la enfermedad del coronavirus 2019 (COVID-19) tres años antes y llevó a los propietarios y administradores de edificios a analizar detenidamente las condiciones dentro de sus instalaciones. 2 Dado que la modernización o el reemplazo de un sistema de ventilación no siempre es práctico o factible, se necesitan soluciones a menor escala para mantener la IAQ. Las cortinas de aire (Foto A), que suelen instalarse en las entradas de los edificios, se han utilizado durante décadas para minimizar la migración cruzada de aire cálido y frío debido a las presiones de flotabilidad y el viento, ahorrando costos de aire acondicionado y para proporcionar separación ambiental al repeler el polvo y suciedad, humos, olores e insectos voladores3. Ahora, están surgiendo pruebas que sugieren que las cortinas de aire también pueden desempeñar un

papel en el mantenimiento de la IAQ. Este artículo discutirá los resultados de dos experimentos: uno sobre la capacidad de una cortina de aire equipada con una lámpara ultravioleta (UV) para desinfectar el aire y otro sobre la efectividad de una cortina de aire para evitar que las partículas en el aire ingresen a un edificio.

Desinfección del aire Mediante un proceso conocido como irradiación germicida ultravioleta (UVGI), la luz del espectro UV-C se ha utilizado para neutralizar patógenos durante más de 100 años. 4,5 Tradicionalmente, la UV-C se ha utilizado lejos de las áreas de mucho tráfico para minimizar el riesgo de exposición humana accidental. Sin embargo, cuando

FOTO A. Cortinas de aire instaladas en el U.S. Bank Stadium de Minneápolis.

Foto cortesía de Mars Air Systems

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CALIDAD DE AIRE

se combina con una cortina de aire, la UV-C se puede implementar de forma segura en entornos concurridos.

Un paquete UV típico para una cortina de aire (Foto B) está diseñado de manera que ninguna luz de la bombilla escape directamente de la cortina de aire. Como toda luz, la UV-C pierde energía cuando se refleja en la mayoría de las superficies, por lo que la luz ultravioleta reflejada desde el interior de una cortina de aire (a menudo vista como un “resplandor azul”) no es un problema de seguridad.

Para mayor seguridad, se pueden instalar equipos de control resistentes a los rayos UV e interruptores de apagado que desactivan automáticamente una fuente de luz si se abre una cortina de aire. Se puede tener mayor tranquilidad asegurándose de que toda la unidad equipada con UV esté certificada para cumplir con los códigos y estándares de seguridad nacionales y/o locales, ya que algunas cortinas de aire están certificadas para uso exclusivo.

Experimento En una prueba de la eficacia de una cortina de aire equipada con UV-C en condiciones de campo, se instaló una unidad con dos lámparas de baja presión que generaban luz a una longitud de onda de 253,7 nm encima de la puerta dentro de la cámara frigorífica de una pizzería en Los Ángeles. Las lámparas funcionaban las 24 horas del día, mientras que el ventilador funcionaba a alta velocidad, cuando la puerta del refrigerador estaba abierta, y a baja velocidad, cuando la puerta del refrigerador estaba cerrada. La teoría era que, mediante la circulación continua y la exposición a las lámparas UV, se desinfectaría el aire dentro del refrigerador. Es más, mediante la erradicación de patógenos transmitidos por el aire, como el moho y las bacterias, se ampliaría la vida útil de los productos agrícolas y otros ingredientes perecederos.

Se colocaron placas de Petri abiertas en varios lugares del refrigerador, con la cortina de aire fun-

FOTO B. Cortina de aire equipada con lámparas UV. Foto cortesía de Mars Air Systems

• 86 •

cionando como se describe. Con el tiempo, los patógenos transportados por el aire se asentaron en las placas de Petri. Después de siete días, las placas de Petri se retiraron del refrigerador para incubarlas. Luego se colocó un segundo conjunto de placas de Petri en los mismos lugares que el primero dentro del refrigerador, con las lámparas UV de la cortina de aire apagadas. Después de otros siete días, se sacó el segundo juego de placas de Petri del refrigerador y se dejó incubar.

Después de siete días más, se compararon los crecimientos en los dos juegos de placas de Petri (Figura 1).

Resultados Como era de esperar, la concentración de patógenos varió según la ubicación más fría. Lo

más significativo es que no hubo crecimiento detectable en ninguna de las placas de Petri que estaban en el refrigerador con las lámparas UV encendidas, incluso con el doble de tiempo de incubación que el grupo de control.

Aunque tradicionalmente se emplea UV-C para desinfectar el aire que viaja a velocidades inferiores a las observadas en las cortinas de aire, 6 los resultados validan la efectividad del modelo operativo “híbrido” de la prueba, es decir, lámparas UV encendidas continuamente, con el ventilador funcionando a alta velocidad. velocidad cuando la puerta está abierta y a baja velocidad cuando la puerta está cerrada. Y aunque se recolectó más moho que cualquier otro tipo de patógeno (un análisis posterior reveló al menos cuatro variedades distintas en el grupo de control), la amplia eficacia germicida de la UV-C hace que el enfoque operativo sea viable en entornos donde

FIGURA 1. Crecimiento de patógenos. Experimento con cámara frigorífica.

• 87 •

CALIDAD DE AIRE

prácticamente circula cualquier patógeno transmitido por el aire.

Por supuesto, una sala más grande puede requerir unidades adicionales para lograr el mismo nivel de efectividad. Sin embargo, los resultados de las pruebas indican que una cortina de aire equipada con rayos UV puede servir como un dispositivo de desinfección viable. Es más, sus

FOTO C. Equipo de prueba: experimento de partículas en el aire.

Foto cortesía de Mars Air Systems

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capacidades integradas de protección contra la luz y circulación de aire significan que se pueden instalar unidades adicionales donde sea necesario, no solo sobre una puerta, en un espacio más grande.

Control de polución Por supuesto, ningún procedimiento de desinfección es perfecto: la UVGI puede lograr una esterilización del 100 por ciento solo si se opera en una cámara sellada, donde no se pueden introducir nuevos patógenos durante el proceso de desinfección. Sin embargo, en sus recomendaciones para reanudar las reuniones sociales luego de los cierres relacionados con COVID-19 en 2020, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) y otras agencias asesoras enfatizaron repetidamente que el lugar más seguro para que las personas se reúnan para reducir el riesgo de enfermedades transmisibles. la transferencia de enfermedades se produjo al aire libre7, lo más alejado de una cámara sellada. De manera similar, la principal recomendación de los CDC para mejorar la ventilación de los edificios a fin de reducir el riesgo de enfermedades transmisibles es aumentar la cantidad de aire que circula desde el exterior.8 Pero ¿qué hacer cuando la calidad del aire exterior es peligrosa? Si bien se reconoce que pasar tiempo al aire libre es un medio eficaz para prevenir la propagación de enfermedades respiratorias como el COVID-19, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) recomienda permanecer en el interior en días de calidad del aire particularmente baja, como aquellos en los que los niveles de humo ambiental por incendios forestales son elevados.9 De hecho, los resultados de un estudio de Harvard de 2021 sugieren que el aumento de las partículas en el aire procedentes del humo de los incendios forestales fue responsable de un

aumento del 11,7 por ciento en la tasa de contracción de COVID-19 y de un aumento del 8,4 por ciento en la mortalidad en tres estados del oeste de EE. UU.10 Mientras tanto, un estudio de 2023 de la Universidad de Michigan demuestra riesgos de amplio alcance, incluido el deterioro cognitivo acelerado,11 planteado por la contaminación por partículas provenientes del humo de los incendios

FOTO D. Experimento de partículas en el aire.

Foto cortesía de Mars Air Systems

forestales. Estos datos implican que, en ocasiones, es prudente mantener el aire exterior en el exterior. Las cortinas de aire son conocidas por su capacidad para evitar la intrusión de aire exterior en espacios acondicionados.

Experimento Se realizó un estudio para determinar la efectividad de una cortina de aire para evitar que partículas en el aire se infiltren en un edificio. Para simular las partículas en el aire de un incendio forestal, se utilizó una máquina de neblina comercial para generar una ligera niebla de finas gotas de agua fuera de una puerta. Afuera y dentro de la entrada, se desplegaron sensores de calidad del aire para estimar la concentración (en microgramos por metro cúbico [μg/m³]) de partículas en el aire con diámetros inferiores a 2,5 micrones (PM 2,5). La puerta se accionaba con un abridor automático, el cual, a su vez, era controlado con un temporizador programable (fotos C y D ).

“Afuera” de la puerta, la niebla generada por la máquina de neblina normalmente alcanzaba concentraciones de 1.200 μg/m³ a 1.500 μg/m³, lo que sirvió como un análogo aproximado de las concentraciones superiores a 800 μg/m³ de PM 2,5 observadas durante Eventos extremos de incendios forestales. 12 Las concentraciones ocasionalmente bajaban hasta 1100 μg/m³ o llegaban a 2000 μg/m³ debido a los patrones cambiantes del viento alrededor del sensor de aire exterior; Esta variación fue contrarrestada por el uso de ventiladores en la entrada, aplicando una carga de viento ligera controlada y asegurando un flujo constante de partículas en dirección al ambiente “interior”.

Las pruebas se realizaron con la cortina de aire apagada y la cortina de aire encendida y la puerta abierta el 25 por ciento del tiempo y con la cortina de aire apagada y la cortina de aire encendida y la puerta abierta el 50 por ciento del tiempo.

• 89 •

CALIDAD DE AIRE

Resultados El funcionamiento de la cortina de aire redujo la concentración de partículas dentro de la habitación (Figura 2). Como era de esperar, las partículas absolutas en el interior aumentaron con la cantidad de tiempo que la puerta permaneció abierta; Sin embargo, la reducción porcentual de partículas en interiores no pareció verse afectada en gran medida. Cuando la puerta estuvo abierta el 25 por

ciento del tiempo, las concentraciones interiores de PM 2,5 se redujeron en un 54,0 por ciento, desde un máximo de 658 μg/m³ con la cortina de aire apagada hasta un máximo de 303 μg/m³ con la cortina de aire encendida. Con la puerta abierta el 50 por ciento del tiempo, las concentraciones interiores de PM 2,5 se redujeron en un 54,4 por ciento, desde un máximo de 1.005 μg/m³ con la cortina de aire apagada hasta un máximo de 458 μg/m³ con la cortina de aire encendida.

FIGURA 2. Niveles de partículas. Simulación de incendios forestales.

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Si bien las pruebas involucraron niveles de partículas superiores a los esperados en la mayoría de los escenarios de la vida real, la consistencia en el porcentaje de reducción es indicativa de los impactos positivos para la salud de las cortinas de aire en el campo, ya que incluso una reducción mucho menor (por ejemplo, 20 por ciento) puede equivaler a un beneficio significativo para la salud. Dado que siguen apareciendo pruebas de los efectos nocivos de las partículas en el aire y que cada año se atribuyen casi 6,7 millones de muertes en todo el mundo a los efectos acumulativos de la contaminación del aire,13 todo ayuda.

En esta época de mayor interés público en la IAQ, los propietarios y administradores de edificios harían bien en considerar todas sus opciones. Las pruebas empíricas están demostrando que se puede lograr una mejor calidad del aire interior con una inversión mucho menor que la de capital.

Las cortinas de aire, con su capacidad para desinfectar espacios interiores (en combinación con un paquete UV) y mantener alejados los contaminantes exteriores, son capaces de contribuir a la calidad del aire interior de una manera que otros equipos auxiliares de HVAC no lo hacen.

Referencias 1. Dickie, G. (27 de junio de 2023). Las emisiones de incendios forestales en Canadá alcanzan niveles récord a medida que el humo llega a Europa . Agencia de noticias Reuters. Obtenido de https://bit.ly/Dickie_wildfires 2. Craig, T. (17 de mayo de 2020). Ahora es el momento de que los contratistas de HVAC vendan calidad del aire interior. Noticias CADH . Obtenido de https://bit.ly/Craig_ ACHRNews 3. Wang, L. (2013). Investigación del impacto de la cortina de aire de entrada del edificio en el uso energético de todo el edificio . Arlington Heights, IL: Asociación Internacional de Control y Movimiento Aéreo. Obtenido de https://bit.ly/ AirCurtain_WholeBuilding 4. NCIRD. (2021, 9 de abril). Irradiación germicida ultravioleta (UVGI) en la habitación superior . Atlanta: Centros para el

Control y la Prevención de Enfermedades. Obtenido de https://bit.ly/CDC_UVGI 5. Reed, NG (2010, enero-febrero). La historia de la irradiación germicida ultravioleta para la desinfección del aire. Informes de Salud Pública, 125 , 15-27. Obtenido de https://bit.ly/Reed_UVGI 6. Jones, D. e Ivanovich, M. (2020). UV-C para desinfección de superficies y aire HVAC. AMCA en movimiento , págs.

2-11. Obtenido de https://bit.ly/Jones_Ivanovich 7. NCIRD. (2023, 6 de julio). Cómo protegerte a ti mismo y a los demás. Atlanta: Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Obtenido de https://bit.ly/COVID_Prevent 8. NCIRD. (2023, 12 de mayo). Ventilación en edificios . Atlanta: Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Obtenido de https://bit.ly/CDC_Ventilation 9. EPA. (2023, 26 de julio). Incendios forestales y calidad del aire interior (IAQ) . Washington, DC: Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. Obtenido de https:// bit.ly/Wildfires_IAQ 10.Zhou, X., et al. (2021, 13 de agosto). Exceso de casos y muertes de COVID-19 debido a la exposición a partículas finas durante los incendios forestales de 2020 en los Estados Unidos. Avances científicos, 7 . Obtenido de https:// bit.ly/COVID_wildfires 11.“Riesgos de contaminación del aire: exploración de los vínculos entre los incendios forestales, la agricultura y el aumento de los casos de demencia”. (2023, 15 de agosto). Obtenido de https://bit.ly/Pollution_Dementia 12.Khemlani, A. (8 de junio de 2023). “Los incendios forestales en Canadá renuevan la defensa de la calidad del aire interior y los códigos de construcción”. Obtenido de https://bit.ly/wildfires_codes 13.OMS. (2022, 19 de diciembre). Contaminación del aire ambiente (exterior) . Ginebra, Suiza: Organización Mundial de la Salud. Obtenido de https://bit.ly/ambient_pollution

Nota traducida de AMCA (2023) * Sobre el Autor: Andy Ross, ingeniero mecánico senior de Mars Air Systems, es responsable del desarrollo de cortinas de aire para aplicaciones que van desde establecimientos de servicios de alimentos hasta centros de transporte. Además, lidera esfuerzos para investigar y demostrar cómo las cortinas de aire afectan la calidad del aire interior en esos ambientes.

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VENTILACIÓN

VENTILACIÓN

Regulación de ventiladores y sopladores comerciales e industriales En un avance largamente esperado pero no por eso menos monumental el 19 de enero, el Departamento de Energía de EE. UU. publicó en el Registro Federal un aviso de reglamentación propuesta (NOPR) relativa a los estándares de conservación de energía para dos categorías de ventiladores y sopladores: ventiladores de circulación de aire (ACF) y ventiladores y sopladores que no son ACF, conocidos como ventiladores y sopladores generales (GFB).

Por Michael Ivanovich, AMCA Internacional

En un acto que fue considerado uno de “los eventos más significativos… en la historia de la industria”, el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) publicó un procedimiento de • 92 •

prueba y la Comisión de Energía de California (CEC) aprobó una regulación de eficiencia para ventiladores y ventiladores comerciales e industriales y sopladores (CIFB). Ambos en-

traron en vigor en 2023, con una fecha límite de cumplimiento del 30 de octubre de 2023 para el primero y del 29 de abril de 2024 (reiniciado desde el 16 de noviembre de 2023, por los motivos que se explican a continuación) para el segundo. El camino hacia la regulación ha sido largo (12 años) y sinuoso, con métricas, estándares, disposiciones del código de energía, software del fabricante y otros. La buena noticia es que este período de desarrollo regulatorio está llegando a su fin; la mala noticia es que aún quedan varios años de “histéresis” antes de que las regulaciones se estabilicen.

Este artículo proporcionará una breve historia de las regulaciones para ventiladores, un resumen de la situación actual de las regulaciones federales y de California y un pronóstico de los cambios inminentes.

Historia de la regulación de ventiladores: Códigos de energía Alrededor de 2008, el Comité Técnico (TC) 5.1 de ASHRAE, Ventiladores, y el subcomi-

té mecánico del Comité de Proyecto Estándar Permanente (SSPC) 90.1 de ASHRAE buscaban establecer estándares mínimos de rendimiento energético (MEPS) para ventiladores. Decidieron utilizar el porcentaje de eficiencia como métrica, estableciendo una eficiencia mínima del 65 por ciento para los ventiladores en la Norma ANSI/ASHRAE/IES 90.1, Norma de energía para edificios excepto edificios residenciales de poca altura.

Los expertos pronto se dieron cuenta de que una eficiencia mínima del 65 por ciento eliminaría una gran parte de los ventiladores con diámetros de 20 pulgadas (50,8 cm), independientemente de cuán eficientes fueran los ventiladores más grandes. Esto llevó al desarrollo de una nueva métrica: el grado de eficiencia del ventilador (FEG), que establece bandas de eficiencia para que los ventiladores, independientemente del tamaño, tengan la misma clasificación en todo el rango de eficiencia de un modelo. Debido a que se aproximaba a un MEPS del 65 por ciento, se estableció un FEG mínimo de 67 en la norma ANSI/ASHRAE/IES 90.1.

Las propiedades de FEG incluyen: • 93 •

VENTILACIÓN • Consideración únicamente de las pér-

didas del impulsor del ventilador y de los cojinetes; no se consideran las pérdidas del motor/accionamiento.

• Consideración únicamente de la eficiencia total; la eficiencia estática no es un factor.

• Consideración únicamente del funcionamiento a plena carga.

• Formalizado en la Norma ANSI/AMCA 205-12, Clasificación de Eficiencia Energética para Ventiladores.

A TC 5.1 y SSPC 90.1 se les ocurrió que, dado que FEG es el mismo para ventiladores más pequeños y más grandes y las consideraciones de primer costo son las que son, los diseñadores de sistemas podrían simplemente especificar ventiladores más pequeños en la banda FEG 67, frustrando el propósito del MEPS. Por lo tanto, se estableció una ventana de dimensionamiento de 15 puntos porcentuales desde la eficiencia total máxima para impulsar las selecciones de ventiladores a tamaños más grandes.

FEG fue incorporado a la Norma ANSI/ ASHRAE/IES 90.1 con la edición 2013 y al Código Internacional de Conservación de Energía (IECC) con la edición 2015. Con el tiempo, se adoptaron disposiciones basadas en FEG en más de 25 códigos de energía estatales.

Historia de la regulación de ventiladores: Regulaciones energéticas En junio de 2011, el DOE inició una reglamentación para el CIFB solicitando a las • 94 •

partes interesadas datos de mercado, así como aportaciones sobre métricas y estándares. Menos de dos años después, en enero de 2013, el DOE publicó un documento marco en el que resumía sus conclusiones y describía un posible camino a seguir.

El DOE determinó que FEG no era una métrica adecuada para una regulación federal de eficiencia para los ventiladores, y explicó: • No se debería aplicar un criterio de dimensionamiento en una regulación de eficiencia del producto, que eliminó el ahorro de energía del FEG. • FEG considera únicamente el ventilador; El DOE quería una métrica que también considere las pérdidas del motor y de la unidad.

• La FEG se ocupa únicamente del funcionamiento a plena carga; el DOE también quería una métrica relacionada con la operación de carga parcial.

En el documento marco, el DOE también descartó el grado de eficiencia del motor del ventilador (FMEG), sentando las bases para el desarrollo de una nueva métrica de eficiencia del ventilador.

Así, justo cuando el FEG estaba emergiendo en los códigos energéticos estadounidenses, su futuro se hundió en favor de una métrica indeterminada.

La Asociación Internacional de Control y Movimiento del Aire (AMCA), las empresas miembros de AMCA International y otras partes interesadas respondieron desarrollando el índice de energía del ventilador (FEI) y el parámetro intermedio de potencia eléctrica del ventilador (FEP).

A través de una serie de negociaciones públicas, el DOE y las partes interesadas

de la industria hicieron del FEP la métrica regulatoria permitida por el FEI “con fines de marketing”. Las negociaciones concluyeron en 2015 con la publicación de un detalle de términos que en última instancia guiaría el desarrollo de la regulación del DOE, que, como todas las regulaciones del DOE, tiene dos partes principales: un procedimiento de prueba y una norma energética. La reglamentación no estaba completa en el momento en que Donald Trump asumió la presidencia y firmó una orden ejecutiva que detuvo efectivamente el desarrollo de nuevas regulaciones por parte del DOE en 2017.

La orden ejecutiva generó dos hitos en la iniciativa regulatoria de los ventiladores:  Sin un procedimiento de prueba fede-

ral, era necesario formalizar FEI y FEP, por lo que AMCA International desarrolló el Estándar ANSI/AMCA 208, Cálculo del índice de energía del ventilador, publicado en 2018.  La CCA inició una regulación sobre

eficiencia de productos bajo el Título 20, Servicios Públicos y Energía, del Código de Regulaciones de California.

Con la publicación de la Norma ANSI/ AMCA 208, AMCA International y otras partes interesadas comenzaron una campaña para reemplazar FEG con FEI en los códigos de energía, comenzando con la edición de 2019 de la Norma ANSI/ASHRAE/ IES 90.1 y continuando con la IECC de 2021 y el Título 24. Parte 6 de los Estándares de eficiencia energética de edificios de California de 2022 (Código energético).

En 2020, AMCA International solicitó al DOE que al menos finalizara el procedimiento de prueba CIFB para establecer uniformidad en términos del método de

prueba, cálculos de calificaciones y representaciones. A partir de ese momento, se pensó que se podrían sufrir diferentes requisitos de eficiencia estatales hasta que apareciera un estándar energético federal que los anulara a todos. En 2021, después de que la administración Biden asumiera el cargo, el DOE inició medidas para finalizar el procedimiento de prueba.

Mientras tanto, con el desarrollo de regulaciones de productos que utilizan FEI que requieren extracciones y referencias a cuatro estándares y publicaciones internacionales de AMCA (Estándar ANSI/AMCA 207, Eficiencia del sistema de ventiladores y Cálculo de potencia de entrada del sistema de ventiladores; Estándar 208 de ANSI/ AMCA; Publicación 211 de AMCA, Certificado Manual de calificación de productos del programa de calificaciones para el rendimiento del aire del ventilador; y ANSI/ AMCA Standard 210/ASHRAE Standard 51, Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating), AMCA International publicó un “estándar de prueba” para FEI. Esa norma, Norma ANSI/AMCA 214, Procedimiento de prueba para calcular el índice de energía de ventiladores (FEI) para ventiladores y sopladores comerciales e industriales, fue adoptada por la CCA para su regulación CIFB. La CCA aprobó la regulación de eficiencia del Título 20 el 16 de noviembre de 2022, estableciendo una fecha de entrada en vigor el 16 de noviembre de 2023. Eso cambió después de la publicación del 1 de mayo de 2023 de una norma final que establece un procedimiento de prueba federal para ventiladores y sopladores cuando la CCA anunció que iniciaría una regla• 95 •

VENTILACIÓN

mentación para adoptar el procedimiento de prueba federal.

A diferencia de la regulación de eficiencia del Título 20, el procedimiento de prueba federal cubre ventiladores empotrados y ventiladores circulantes que no son ventiladores de techo.

Al preparar la regla final para el procedimiento de prueba federal, el DOE se abstuvo de adoptar partes seleccionadas de la norma ANSI/AMCA 214. Para algunos fabricantes que buscaban cumplir con la fecha límite del 30 de octubre de 2023, esto presentó una dificultad. Treinta y cuatro fabricantes solicitaron y recibieron una extensión de seis meses (hasta el 29 de abril de 2024) de la fecha límite del procedimiento de prueba. En su reglamentación para adoptar el procedimiento de prueba federal, la CCA alineó la fecha de entrada en vigor del Título 20 con la fecha límite ampliada para el procedimiento de prueba federal.

En el período previo a la fecha límite de cumplimiento del 30 de octubre de 2023 para el procedimiento de prueba federal, los fabricantes tendrían que examinar sus datos de prueba heredados y determinar si sus ventiladores fueron probados de una manera que arrojara datos de rendimiento mayores o iguales a datos producidos utilizando el procedimiento de prueba federal.

Si no lo fueran, los ventiladores tendrían que ser sometidos a nuevas pruebas, recalificados, eliminados del mercado o eliminados ellos mismos del mercado. Esta sería una tarea considerable, que implicaría cambios en el software, sitios web, catálogos electrónicos y más. Se determinó que la literatura impresa podría seguir utilizándose hasta su eliminación gradual.

El 19 de enero de 2024, el DOE publicó en • 96 •

el Registro Federal un aviso de reglamentación propuesta (NOPR) relacionado con los estándares de conservación de energía para dos categorías de ventiladores y sopladores: ventiladores de circulación de aire (ACF) y ventiladores y sopladores que no son ACF, conocido como ventiladores y sopladores generales (GFB) (tenga en cuenta que la terminología ACF y GFB reemplaza a CIFB), iniciando un período de revisión y comentarios públicos de 60 días que concluirá el 19 de marzo. El DOE planea publicar la regla final en 2024. La fecha de entrada en vigor será cinco años después, en 2029.

Los estándares de conservación de energía se basan en el procedimiento de prueba federal al definir niveles mínimos de FEI para GFB y eficacia mínima en pies cúbicos por minuto por vatio para ACF. No establecen requisitos de etiquetado o certificación (presentación); éstos se desarrollarán mediante reglamentaciones separadas en los cinco años previos a que los estándares energéticos entren en vigor.

Por lo tanto, la NOPR cubre requisitos mínimos de desempeño y procedimientos de prueba de vigilancia.

A medida que avanza 2024, gran parte de las regulaciones CIFB parecen estar establecidas: • La industria de los ventiladores tenía hasta el 30 de octubre de 2023 para cumplir con el procedimiento de prueba federal. Los 34 fabricantes a los que se concedió una prórroga tienen hasta el 29 de abril de 2024.

• La CCA está alineando el procedimiento de prueba del Título 20 con el procedimiento de prueba federal, haciendo varios ajustes al Título 20 para adaptarse al nuevo procedimiento de prueba.

• Los proyectos de normas de conser-

vación de energía para ACF y GFB están siendo sometidos a revisión pública, con fecha límite para comentarios el 19 de marzo de 2024. Cuando se publique la norma final en 2024, comenzará un período de gracia de cinco años.

• Durante el período de gracia de cinco años, el DOE iniciará y finalizará la elaboración de normas que establezcan requisitos de cumplimiento de presentación (certificación) y etiquetado.

• Se espera que la regulación del Título 20 permanezca en vigor hasta que la norma energética federal entre en vigor en 2029.

Con esto, esta historia tan resumida de la regulación CIFB (ahora ACF y GFB) está completa. El resto de este artículo analizará el procedimiento de prueba federal, ya que eso es seguro, y las partes de la regulación de eficiencia del Título 20 que parecen seguras al momento de escribir este artículo.

Un artículo futuro cubrirá el estándar energético federal.

blico a través del sitio web del contratista de la Comisión de Servicios Públicos de California, Energy Code Ace .

Según la Sección 1602 de la regulación de eficiencia del Título 20: “‘Ventilador o soplador comercial e industrial’ significa una máquina de paletas giratorias utilizada para convertir energía eléctrica o mecánica en energía aérea, con una producción de energía limitada a 25 kilojulios por kilogramo (kJ/ kg) de aire.

Un ventilador o soplador comercial e industrial tiene una potencia nominal en el eje del ventilador mayor o igual a 1 caballo de fuerza o, para ventiladores sin potencia nominal de entrada en el eje, una potencia de entrada eléctrica mayor o igual a 1 kilovatio (kW); y una potencia de salida del ventilador menor o igual a 150 caballos de fuerza.

Consisten en un impulsor, un eje, cojinetes y una estructura o carcasa. Puede incluir una transmisión, un controlador y/o un controlador al momento de la venta”.

Los tipos de ventiladores cubiertos por la regulación de eficiencia del Título 20 son:  Ventilador axial en línea.  Ventilador de panel axial.

Título 20 - Reglamento de Eficiencia Las disposiciones técnicas de la regulación de eficiencia del Título 20 que los diseñadores y compradores de sistemas de ventiladores deben conocer son muy pocas.

Ese no es el caso de los fabricantes. Los recursos están disponibles para los fabricantes en el área de miembros del sitio web de AMCA International y para el pú-

 Ventilador de techo eléctrico (suminis-

tro y escape axial y suministro y escape centrífugo).  Alojamiento centrífugo.  Centrífugo en línea.  Centrífugos sin alojamiento (incluye

ventiladores diseñados para usarse en un conjunto de ventiladores con paredes divisorias que los separan de otros ventiladores del conjunto).  Alojamiento radial.

• 97 •

VENTILACIÓN

Según la Sección 1602, los siguientes están exentos de la regulación:  Ventiladores de seguridad, cuya defi-

nición cambiará a la que se encuentra en el procedimiento de prueba federal: “ (1) un ventilador axial reversible en una carcasa cilíndrica que está diseñado y comercializado para su uso en ventilación de túnel por conductos que invertirá su funcionamiento en condiciones de ventilación de emergencia; (2) un ventilador para uso en atmósferas explosivas probado y marcado de acuerdo con la versión inglesa de ISO 80079-36:2016…; (3) un ventilador de presión positiva accionado por motor eléctrico según se define en AMCA 240-15...; (4) un ventilador que lleve una lista de ‘Ventiladores eléctricos para sistemas de control de humo’ de conformidad con UL 705...; o (5) un extractor de aire de laboratorio diseñado y comercializado específicamente para expulsar el aire contaminado verticalmente lejos de un edificio mediante una descarga de alta velocidad”.

(Tenga en cuenta que la exclusión de los extractores de laboratorio es una desviación significativa del alcance original del Título 20).  Ventiladores de techo según se defi-

ne en la Sección 430.2 del Código de Regulaciones Federales, Título 10, que significa “un dispositivo no portátil que se suspende del techo para hacer circular aire mediante la rotación de las aspas del ventilador”.  Ventiladores circulantes.  Ventiladores de flujo inducido.  Ventiladores de los aviones.

• 98 •

 Ventiladores de flujo cruzado.  Ventiladores empotrados.  Unidades de cortina de aire, es decir:

“equipo que produce una corriente de aire direccionalmente controlada con una relación de aspecto mínima de ancho a profundidad de 5:1 y una descarga que no está destinada a conectarse a un conducto unitario. La corriente de aire controlada abarca toda la altura y el ancho de una abertura y reduce la infiltración o transferencia de aire de un lado de la abertura al otro y/o inhibe el paso de insectos, polvo o escombros”.  Ventiladores diseñados y comerciali-

zados para funcionar a 482ºF (250ºC) o más.

Tenga en cuenta que los ventiladores cubiertos deben llevar una etiqueta permanente o etiquetas permanentes separadas que indiquen:  El nombre del fabricante, el número de

modelo y la fecha de fabricación.  Límites de rendimiento del ventilador

según se definen en la norma ANSI/ AMCA 214, puntos de servicio operativo en los que el FEI es 1,00 o superior y más allá de los cuales se produce ineficiencia energética.

Se debe colocar una etiqueta en un ventilador donde se pueda leer sin necesidad de retirar partes del ventilador ni utilizar una lupa u otro instrumento.

Originalmente, el Título 20 requería un ¼ de pulgada. Fuente para todo el texto en etiquetas permanentes. La eliminación de este requisito parece segura.

Procedimiento de prueba federal La jurisdicción del procedimiento de prueba federal son los Estados Unidos, los territorios de los EE. UU. y, de acuerdo con un memorando de entendimiento entre el DOE y Natural Resources Canada, Canadá. Como todas las regulaciones del DOE, se aplica en el punto de fabricación, lo que significa que los productos importados están cubiertos.

Cuando el DOE publicó la norma final para el procedimiento de prueba federal el 1 de mayo de 2023, lo hizo con un período de gracia de 180 días para los fabricantes que hicieran declaraciones voluntarias (valores o clasificaciones) de los parámetros de rendimiento de los ventiladores. De ahí la fecha límite de cumplimiento del 30 de octubre de 2023. Cumplimiento significa que todas las representaciones de rendimiento (FEI, potencia de frenado, eficiencia estática, flujo de aire, eficiencia total, etc.) que se realizan se calcularon utilizando métodos y datos consistentes con el procedimiento de prueba.

Al igual que la regulación de eficiencia del Título 20, el procedimiento de prueba federal establece el alcance de los productos que rige, las métricas permitidas y los medios para calcular esas métricas, y más.

No promulga requisitos de eficiencia energética, requisitos de archivo y marcado/etiquetado, medidas de garantía (vigilancia) del cumplimiento ni sanciones financieras y civiles por incumplimiento.

Si bien grandes porciones de la Norma ANSI/AMCA 214, el procedimiento de prueba original para la regulación de eficiencia del Título 20, fueron adoptadas para el procedimiento de prueba federal, el DOE

excluyó algunas secciones de cálculo de calificaciones de la Norma ANSI/AMCA 214 que, en general, hacían el procedimiento de prueba federal es considerablemente diferente del procedimiento de prueba del Título 20 del reglamento de eficiencia.

Estas exclusiones fueron la razón principal por la que a 34 fabricantes se les concedieron prórrogas de seis meses en el plazo del procedimiento de prueba.

Referencias Arnold, S. (2022). Preguntas y respuestas con el nuevo director ejecutivo de AMCA, Kevin Faltin, y el presidente de AMCA 2022-2023, Mark Bublitz. AMCA en movimiento págs. 2-11. Obtenido de https://bit.ly/Faltin_Bublitz GAMA. (2023, 1 de mayo). Programa de conservación de energía: Procedimiento de prueba para ventiladores y sopladores. Registro Federal . Obtenido de https://bit. ly/DOE_CIFB CCA. (2023). Código de regulaciones de California, título 20: División 2, capítulo 4, artículo 4, secciones 16011609: Regulaciones de eficiencia de los electrodomésticos . Obtenido de https://bit.ly/ReferenceAce_Title20 Sobre el autor: Michael Ivanovich es director senior de asuntos globales de la Asociación Internacional de Control y Movimiento Aéreo (AMCA). En este cargo, trabaja con los comités de AMCA en América del Norte, Asia, Europa y Medio Oriente para desarrollar estrategias y tácticas que manifiesten la misión de la asociación “promover el conocimiento, el crecimiento y la integridad del movimiento aéreo, y -controlar la industria”. La mayor parte de este trabajo involucra códigos, estándares y regulaciones de eficiencia energética para ventiladores, compuertas y cortinas de aire. Los ámbitos de promoción incluyen el departamento de energía de EE. UU., ASHRAE, la Organización Internacional de Normalización (ISO), el Consejo Internacional de Códigos y la comisión de energía de California.

Este artículo ha sido traducido de AMCA In motion e-news, enero 2024.

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T T ÉÉC CN INC IA C A

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Las cuatro piedras angulares de la calidad ambiental interior Por Arq. M. Verónica Rosón* Para que un espacio sea confortable y sustentable se requiere el cumplimiento de cuatro aspectos: eficiencia energética, calidad del aire, iluminación correcta y ninguna molestia acústica.

En una obra arquitectónica resulta fundamental garantizar una óptima calidad ambiental interior (Indoor Environmental • 100 •

Quality o IEQ, por sus siglas en inglés) para que los ocupantes de los edificios no se enfermen y puedan realizar sus

tareas de manera confortable.

Pero ¿qué es la IEQ? De acuerdo con ASHRAE, las cuatro piedras angulares de la calidad del ambiente interior son: iluminación, calidad del aire interior (CAI), confort térmico y acústico.

La IEQ, pues, es un concepto bastante más amplio.

Cuando hablamos de calidad del aire interior o CAI nos referimos solo a la pureza, renovación, partículas en suspensión, etcétera, pero cuando hablamos de IEQ, incluimos los otros tres aspectos antes mencionados.

A continuación, se abordarán los conceptos de iluminación, confort acústico, con hincapié en el confort térmico y la CAI, tomando como base los estándares internacionales ASHRAE 55 y 62.1.

Cabe recordar que la presente reflexión está destinada a todos aquellos que tengan algún grado de responsabilidad en el diseño, el mantenimiento de los distintos espacios habitados.

Confort térmico Si bien el confort térmico se refiere a mantener determinadas condiciones

de temperatura y humedad en un espacio cerrado, no solo de eso se trata. Este concepto está definido en el Estándar 55 como la combinación de un número de factores: temperatura del aire, movimiento del aire, humedad, temperatura radiante. Además, toma en cuenta algunos aspectos de la persona como el aislamiento térmico debido a la ropa y el grado de actividad del individuo.

La humedad es una parte extremadamente importante dentro de lo que es el confort térmico y generalmente es uno de los aspectos menos atendidos y entendidos. Cuando hablamos de humedad, hay que especificar si se trata de humedad específica, humedad absoluta, humedad relativa o humedad de saturación. Todos estos términos refieren al vapor de agua contenido en el aire.

Ambientes con baja humedad relativa pueden presentar problemas de descargas electrostáticas, con los materiales higroscópicos y problemas relacionados con la salud. Esto debido a que, si la humedad relativa es muy baja, se secan todas las mucosas del sistema respiratorio.

Por otro lado, si la humedad relativa es muy alta, también se ven afectados los materiales higroscópicos y, por lo tanto, todas las industrias que trabajen con ellos. Asimismo, empeoran los problemas de condensación superficial e intersticial y también se ve afectada la salud de • 101 •

TÉCNICA

los ocupantes, pues aumenta el crecimiento de virus, bacterias, hongos, etcétera.

Iluminación

Confort acústico Llamamos ruido aéreo a aquel que se transmite a través del aire, principalmente. Por lo general, se debe a un insuficiente aislamiento acústico entre

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Hay niveles de iluminación mínima, generalmente tabulados y especificados en normas, para que las distintas tareas se puedan realizar de manera confortable en los distintos ambientes.

Así tenemos niveles de iluminación, por ejemplo, para áreas de quirófanos, pasillos, de- pósitos, aulas, entre otros.

Hoy en día, la tendencia es aprovechar

la luz natural, tanto para reducir el consumo de energía como para mejorar la calidad de los espacios. Y con iluminación natural bien tratada y diseñada se puede cumplir con el 90-95 por ciento de los consumos de iluminación en escuelas, oficinas y demás edificios de uso diurno.

• 102 •

dos estancias (como el caso de un bar y una vivienda) o a que en el emisor el nivel de sonido es mucho mayor del que debiera (como utilizar altavoces de discoteca en un local que no está preparado para tal fin). ¿Escuchas en tu casa la música o la televisión de tu vecino? ¿O las voces del bar de abajo? ¿O el tráfico de coches en la calle? Entonces tu problema es de ruido aéreo.

El ruido de impactos es aquel que se transmite vía estructural. Cuando un objeto impacta contra otro, se produce una vibración. Si esa vibración se transmite a la estructura del edificio, es capaz de viajar a través de ella (mucho más rápido y lejos que por vía aérea, por cierto). En el receptor, esa vibración genera un ruido y, además, suele ser habitual que ese receptor se encuentre muy lejos de la fuente de ruido (un cuarto de ascensores mal anclado a la estructura del edificio puede producir molestias de ruido hasta cuatro o cinco plantas por debajo).

Para colmo de males, la única forma de arreglar un problema de ruido de impactos es evitando que la vibración llegue a la estructura. Por desgracia, lo más habitual es sufrir a la vez los dos tipos de ruido.

Calidad del aire interior La CAI es importante porque cuando el aire interior es de mala calidad tiene el potencial de causar irritación, efectos dañinos en la salud o molestia por los olores. El deseo de reducir la energía puede resultar en iniciativas de diseño que pueden tener un impacto positivo o negativo en la CAI. Por ello, elegir me-

didas de conservación de energía que puedan optimizar la energía sin comprometer la calidad del aire interior es fundamental.

Estándares de ASHRAE relacionados El Estándar 55 especifica las condiciones térmicas aceptables para los distintos ambientes y está pensado para su uso en el diseño, operación y puesta en servicio de edificios y otros espacios ocupados.

• El Estándar 62.1 habla de ventilación mínima y permite calcular los caudales de aire exterior. Su propósito es especificar las tasas de ventilación mínimas y la calidad del aire interior considerada aceptable para los ocupantes y para minimizar los efectos adversos sobre la salud. Este estándar alcanza todos los espacios pensados para la ocupación humana, excluyendo residencial baja altura (62.2). Aplicable tanto en construcciones nuevas como existentes.

• El Estándar 90.1 Sección 9 habla de los requisitos de potencia de iluminación exterior e interior, según los nuevos niveles de iluminación en el IES Lighting Handbook.

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* Arq. M. Verónica Rosón, Presidenta del Capítulo Argentino de ASHRAE, Período 2021-2022.

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ASHRAE - NOTICIAS DEL MUNDO OS CENTROS DE DAT

La pila de combustible de hidrógeno proporciona energía de respaldo para el centro de datos de Microsoft. Caterpillar, en colaboración con Microsoft y Ballard Power

Systems, demostró en un sitio de Wyoming que las celdas de combustible de hidrógeno de gran formato podrían usarse para suministrar energía de respaldo a los centros de datos. El proyecto demostró que las pilas de combustible de hidrógeno podrían respaldar instalaciones de alto consumo energético que requieren un suministro ininterrumpido de electricidad, lo que demuestra el potencial de las pilas de combustible de hidrógeno para abordar las necesidades energéticas críticas de los centros de datos al tiempo que reducen las emisiones. Esta innovación ayudará a Microsoft a alcanzar su objetivo de convertirse en carbono negativo.

HVAC

Un entorno construido más ecológico podría cumplir más del 50% de los objetivos de cero emisiones netas.

El impulso de las innovaciones en materia de sostenibilidad en la construcción y en el entorno construido en general en Oriente Medio puede dar lugar a que los países cumplan más del 50% de los objetivos de cero emisiones netas de gases de efecto invernadero. Este impulso incluiría una transición exitosa a la energía renovable descentralizada, modelos de transporte bajos en carbono y esquemas de compensación para tener en cuenta las emisiones restantes.

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INTELIGENCIA AR

TIFICIAL

Construcciones de uso de IA en la industria de la construcción. La visión artifi-

cial, el aprendizaje automático y la IA generativa están preparados para remodelar el entorno construido, respondiendo a las condiciones cambiantes en los lugares de trabajo. En la industria de la construcción, la innovación de la IA se puede ver en la nueva robótica, el modelado 2D y 3D, los techos guiados por drones y más, convirtiendo la IA de una novedad en un activo valioso que tiene una gran demanda. “Para la tecnología de la construcción, la trifecta de visión por computadora, aprendizaje automático e IA generativa realmente va a remodelar el entorno construido, porque la IA va a impulsar predicciones dinámicas que responden a todas las diferentes condiciones cambiantes en un sitio de trabajo”, dijo Wyatt Jenkins, director de productos del gigante tecnológico Procore, con sede en Santa Bárbara.

CALIDAD DEL AIR

E

La Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) endurece las normas sobre algunos tipos de contaminación del aire por primera vez en más de una década.

La Agencia de Protección Ambiental dio a conocer límites más estrictos para las partículas PM2.5, comúnmente conocidas como hollín, reduciendo el límite permitido para los niveles anuales de PM2.5 de 12 microgramos

por metro cúbico a 9. La nueva norma representa el primer endurecimiento de las reglas desde 2012, pero los estados tendrán varios años para alcanzar los nuevos límites. Unas normas más estrictas podrían prevenir unas 4.500 muertes prematuras y 800.000 visitas de urgencia relacionadas con el asma para 2032 y podrían reducir los costes de la atención sanitaria en unos 46.000 millones de dólares • 105 •

ASHRAE - NOTICIAS DEL MUNDO GEOTERMIA

Estudio de viabilidad de la generación de energía geotérmica a partir de salmuera.

La compañía eléctrica estatal KenGen de Kenia anunció una nueva licitación de servicios de consultoría para un estudio de viabilidad abierto a solicitantes internacionales. Se han perforado más de 180 pozos en el campo de Olkaria en Kenia, produciendo fluido geotérmico bifásico separado en vapor y salmuera. KenGen tiene la intención de utilizar la energía térmica en salmuera separada para la generación de energía utilizando tecnología binaria. Se espera que el estudio dure seis meses.

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CERO EMISIONES

La Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA, por sus siglas en inglés) emite una guía sobre el financiamiento para edificios con cero emisiones netas. La Agencia Federal para el Manejo de Emergencias dio a conocer recientemente una nueva guía sobre fondos de asistencia adicionales

para edificios con cero emisiones netas. Esta financiación está disponible para proyectos de energía neta cero relacionados con la recuperación o mitigación de desastres. Para calificar, los proyectos deben cumplir o superar los umbrales de rendimiento energético y los requisitos de generación renovable especificados en los apéndices de energía cero del Código Internacional de Conservación de Energía (IECC) de 2021.

INNOVACIÓN

Investigadores desarrollan un refrigerador termoacústico accionado por calor altamente eficiente.

Científicos y colaboradores del Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias han desarrollado un innovador refrigerador termoacústico accionado por calor (HDTR), que utiliza una novedosa configuración de derivación que mejora significativamente la eficiencia. La eficiencia de los HDTR puede estimarse mediante el coeficiente de rendimiento (COP), es decir, la relación entre la potencia frigorífica de salida y la potencia calorífica de entrada.

En el caso de los HDTR avanzados de acoplamiento directo existentes, los investigadores encontraron una disminución inesperada del COP con el aumento de la temperatura de calentamiento.

OR BOMBAS DE CAL

El DOE invierte 63 millones de dólares para impulsar la fabricación de bombas de calor eléctricas y reducir las emisiones de carbono. El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE, por sus siglas en inglés) anunció la disponibilidad de $ 63 millones en fondos destinados a aumentar la producción de bombas de calor residenciales, calentadores de agua con bomba de calor y otros sistemas y componentes relacionados.

El anuncio es el último de una serie de proyectos de energía limpia, ya que el DOE anunció recientemente una financiación considerable para la energía geotérmica.

• 107 •

ASHRAE - NOTICIAS DEL MUNDO REFRIGERACIÓN

El enfriador de temperatura ultrabaja de gran capacidad de Corea para uso industrial abre la era de cero GWP. El Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales ha rea-

lizado con éxito una prueba de enfriamiento de un sistema de enfriamiento de temperatura ultrabaja de gran capacidad que utiliza un refrigerante con un potencial de calentamiento global (GWP) cero. El sistema de refrigeración se desarrolló utilizando su propio compresor centrífugo y turboexpansor. Utiliza una máquina turbo que gira a velocidades ultra altas de decenas a cientos de miles de rpm. Esta tecnología se ha utilizado en áreas como el enfriamiento de cables superconductores, el subenfriamiento criogénico y la relicuefacción de gas natural licuado.

LAR TECNOLOGÍA SO

La nueva tecnología solar produce energía limpia y calor

Investigadores internacionales desarrollaron un nuevo módulo solar que utiliza un espejo curvo para concentrar la luz solar en una fila de células fotovoltaicas, que convierten la luz en electricidad. El exceso de calor de las celdas se transfiere a un fluido que se puede utilizar para calentar o enfriar. El módulo utiliza células solares de silicio rentables y robustas para soportar altas temperaturas, un espejo fabricado con tecnología de moldeo por inyección y un sistema de refrigeración que permite utilizar el calor residual para aplicaciones que incluyen calefacción y refrigeración de edificios o procesos industriales.

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CIBERSEGURIDAD

Los científicos proponen una forma más inteligente de proteger una red más inteligente.

La piratería hace que la red eléctrica sea vulnerable a los malos actores que podrían intentar apagar la energía, dañar el sistema o algo peor. Un equipo del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía está tratando de crear un mejor nivel de protección al brindar a los

ENERGÍA

El ‘pájaro bebedor’ regresa, podría alimentar sus dispositivos con energía limpia. El “pájaro bebedor” con sombrero de copa, que alguna vez fue un elemento fijo en las aulas de ciencias para demostrar los conceptos básicos de la termodinámica, está regresando sorprendentemente como la inspiración para un nuevo generador de energía limpia que algún día podría alimentar su reloj y teléfono. Científicos de Hong Kong y China han utilizado el famoso juguete para desarrollar un motor capaz de utilizar el poder de la evaporación del agua para generar electricidad, según un estudio publicado el 14 de marzo. El nuevo método funciona convirtiendo la energía producida por el movimiento característico de ida y vuelta del ave en energía eléctrica.

operadores de la red un plan claro para identificar y abordar primero las mayores amenazas.

Su fórmula se basa en “gráficos de ataque híbridos”, un enfoque matemático que se está volviendo más popular a medida que los mundos cibernético y físico se interconectan. El enfoque brinda a los usuarios flexibilidad para trazar y seguir múltiples rutas de ataque a medida que evolucionan y a medida que los defensores y atacantes ceden y toman terreno.

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ASHRAE en Argentina ASHRAE Argentina Chapter celebró el Congreso Internacional de Tecnología y Data Center.

El evento contó con la participación de expertos internacionales y con las más prestigiosas entidades certificadoras a nivel global

El pasado 26 de marzo se realizó el I Congreso Internacional de Tecnología y Data Center organizado por Capítulo Argentino ASHRAE. El evento tuvo lugar en el Campus Tecnológico de Kyndryl Argentina ubicado en Martínez, provincia de Buenos Aires.

El éxitoso evento reunió a aproximadamente 300 profesionales del sector junto a oradores profesionales que expusieron temas de sumo interés para la audiencia. El congreso contó con la participación de expertos internacionales y con las más prestigiosas entidades certificadoras a nivel global. El evento se centró en temas fundamentales de infraestructura y operaciones de Data Center, tales como el ASHRAE Technical Comittee 9.9 Mission Critical Facilities, Data Centers, Technology Spaces and Electronic Equipment, así como la Inteligencia artificial y la sustentabilidad.

El Congreso Internacional de Tecnología y Data Center se desarrolló en una jornada completa, desde las 10 hasta las 18, aproximadamente.

Como todos los congresos y actividades del Capítulo Argentino de ASHRAE la entrada fue libre y gratuita, con cupos limitados e inscripción previa obligatoria para ingresar al campus.

Entre los destacados invitados al congreso, estuvo presente Alexandre Kontoyanis, especialista en Data Center y presidente del Capítulo de ASHRAE en Brasil, quien compartió su experiencia como ASHRAE Distinguished Lecturer.

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Programa del Congreso 10 a 10:30 | Recepción, registros y coffee 10.30 | Apertura Ing. José María Alfonsín, presidente del Capítulo Argentino de ASHRAE, y bienvenida de parte de Mariano Ragognetti Managing Director Kyndryl Argentina Paraguay Uruguay 11:00 | Primer bloque de charlas técnicas •

ASHRAE Technical Committee 9.9 – Mission Critical Facilities, Data Centers, Technology Spaces and Electronic Equipment | Nicolas Estefanell – ASHRAE Arg. CTTC Chair

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¿Cómo lograr eficiencia energética en Centros de Cómputos? | Alexandre Kontoyanis – ASHRAE Distinguished Lecture

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Cooling para Centros de datos. Exploración de la terminología y la arquitectura de manera eficiente y sostenible | Rafael Pinto De Almeida – Business Developer Manager Cooling South America Schneider Electric

12:40 | Coffee Break & Lunch 13:20 | Segundo bloque de charlas técnicas •

Construcción de Data Centers Prefabricados vs Tradicionales | Julian Di Nanno – Director de DCE

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¿Cómo la Inteligencia Artificial afecta a los centros de datos del futuro y a la sustentabilidad? | Joseba Calvo – Managing Partner, EPI Americas

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Un futuro sostenible y confiable | Hugo Bertini – Data Center Dynamics Academy

15:00 | Coffee Break 15:40| Tercer bloque de charlas técnicas •

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•

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Uptime Tier y Certificaciones | Mozart Mello – Managing Director Latin America – Uptime Institute Caso de éxito: Datacenter 750 KW de alta eficiencia | Daniel Arcusin – Roberto Velasco – Micrico Marco normativo para la eficiencia energética y la continuidad eléctrica en Data Center | Carlos Manili (Vicepresidente de AEA) Damian Lopez Gentile (miembro del comite directivo de AEA y Channel Manager de Schneider Electric – Asociación Electrotécnica Argentina Rol del HVAC en la Optimización de Datacenters | José Canale – Business Leader – Trane Argentina

18:00 | Cocktail de cierre y espacio de Networking.

Oradores •

José María Alfonsín - Presidente ASHRAE Argentina

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Mariano Ragognetti - Director General de Kyndryl Argentina & Uruguay

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Nicolás Estefanell - CTTC Chair del Capítulo Argentino de ASHRAE

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Alexandre Kontoyanis - ASHRAE DL

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Rafael Pinto de Almeida - Schneider Electric

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Sebastián González – Schneider Electric

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Julián Di Nanno – DCE Ingeniería

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Joseba Calvo - EPI - Enterprise Products Integration

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Hugo Bertini – DCD>Academy Mozart Mello Uptime Institute

•

Daniel Arcusín y Roberto Velasco - Micrico

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Carlos Manili y Damián López Gentile - AEA (Asociación Electrotecnica Argentina)

•

José Canale - Trane Argentina

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ASHRAE en Argentina Distinguished Lecturers Program El programa de Distinguished Lecturers es una iniciativa importante dentro de ASHRAE que selecciona a expertos destacados en diferentes áreas relacionadas con la tecnología de la calefacción, la refrigeración, la ventilación y la calidad del aire interior para que actúen como oradores distinguidos.

Estos oradores son líderes reconocidos en sus campos y son seleccionados por su experiencia, conocimientos técnicos y habilidades de comunicación. Viajan a diferentes secciones y capítulos de ASHRAE, así como a otras organizaciones afiliadas, para dar conferencias, presentar seminarios y compartir conocimientos sobre temas clave dentro del campo de la ingeniería HVAC&R (calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración).

El objetivo del programa de Distinguis-

• 112••112 •

hed Lecturers es promover la educación continua, la difusión de conocimientos técnicos avanzados y el intercambio de ideas entre profesionales del sector. Esto ayuda a mantener actualizados a los miembros de ASHRAE y a la comunidad más amplia de HVAC&R sobre las últimas tendencias, tecnologías y mejores prácticas en el campo. Los temas que se abordan suelen incluir avances en eficiencia energética, diseño sostenible, control de calidad del aire interior, tecnologías emergentes en HVAC&R, normativas y estándares de calidad, entre otros temas relevantes para la industria.

En resumen, el programa de Distinguished Lecturers de ASHRAE desempeña un papel crucial en la educación y el desarrollo profesional de los miembros y profesionales interesados en el ámbito de la calefacción, la refrigeración y la calidad del aire interior.

Los DLs de nuestro Capítulo Arq. Verónica Rosón ASHRAE BEAP Certified La Arq. Verónica Rosón ha sido confirmada como ASHRAE Distinguished Lecturer para el próximo año ASHRAE Society el cual comienza el 1 de Julio de 2024. Le deseamos a Verónica el mayor de los éxitos en esta nueva etapa tan importante en su carrera profesional. A continuación destacamos los temas que trata como ASHRAE Distinguished Lecturer: 1. La humedad del aire y su importancia en los distintos procesos industriales: El vapor de agua contenido en el aire no es tangible. No se puede ver ni tocar. No tiene color, sonido ni olor. Por eso, generalmente el tema de la humedad es uno de los aspectos menos entendidos en lo que tiene que ver con el Acondicionamiento del Aire, pero sin embargo, es un factor muy importante que no podemos dejar de tener en cuenta ya que influye tanto en la salud y el confort humano, como en los distintos procesos industriales.

2. Calidad ambiental Interior: Las cuatro piedras angulares, según ASHRAE, de la calidad de aire interior son: Confort térmico, Confort Acústico, Confort lumínico y Calidad del aire. Condiciones fundamentales para que las tareas que se realizan en los distintos ambientes puedan ser realizadas de manera confortable. En esta presentación hablaremos en detalle de cada una de ellas.

3. Climatización de piscinas cubiertas: Las piscinas climatizadas cubiertas son grandes consumidores de energía y si no están bien resueltas, los riesgos de condensación tanto intersticiales como superficiales son muy altos. Lo que genera ambientes muy corrosivos. El daño que ocasiona la humedad en estos recintos puede ser sólo estético o ir más allá y

comprometer a las estructuras involucradas.

4. Iluminación Natural: La Iluminación es una de las piedras angulares que garantizan la Calidad ambiental Interior. El nivel de iluminación recomendado para cada actividad suele estar tabulado y se lo puede mantener de manera artificial o utilizando la iluminación natural, la cual tiene grandes ventajas sobre la artificial. Mejor aprovechamiento de la energía, es provista por una energía completamente renovable y al ser variable a lo largo del día ayuda desde el punto de vista fisiológico y psicológico a los habitantes de nuestras construcciones.

Esteban Baccini BEAP & OPMP Certified 1-Análisis de modernización de sistemas y equipos económicos/técnicos + Teoría de viabilidad y casos de estudio: (20 años de experiencia laboral en este campo). Análisis técnico y económico. ROI y LCC de diferentes opciones. 45” a 90” 2- Comparativas de enfriadoras fijas/VFD: Teoría de compresores y aplicaciones. Centrífugo fijo vs VFD. Centrífuga sin aceite (levitante y cerámica).

Cumplimiento 90.1. IPLV frente a SPLV. 90” 3- Creación de EQ: Presentación detallada desde los conceptos básicos hasta el trabajo con la plataforma. Profesor del curso Building EQ con 7 años de experiencia y más de 15 cursos realizados. Certificado BEAP/OPMP. 45” a 90” 4- Sistemas de agua helada/hidrónica: Diseño y balanceo de planta de múltiples enfriadoras + múltiples cargas. 90” 5- Std 211: Presentación detallada sobre el cumplimiento del 211 en Auditorías Energéticas. 90” • 113 •

ASHRAE en Argentina 6- Auditorías Energéticas: Presentación completa de todo el proceso, considerando el texto de Procedimientos de Auditorías Energéticas. Certificado BEAP / OPMP. Desde 45’’ hasta 90’’ dependiendo del Público.

7- Presentación de conceptos básicos del estándar 90.1 90.1: Diferentes estrategias. Proyectos LEED. 45” a 90” 8- Sistemas VPF: Beneficios del caudal variable de agua, dificultades de equilibrio con cargas, contracorriente en serie. Casos de estudio. 45” a 90”

Ing. Roberto Aguiló ASHRAE Paraguay Chapter Hacemos una mención especial al Ing. Roberto Aguiló, que si bien pertenece al ASHRAE Paraguay

Chapter, ha sido uno de los miembros fundadores de nuestro Capítulo Argentino, el primer DL del capítulo y un profesional con amplia experiencia en temas relacionados a la refrigeración. A continuación sus temas: 1- El uso del CO2 como refrigerante 2- Métodos de control del flujo de refrigerante en

refrigeración industrial

3- Sistemas de refrigeración de supermercados y

sostenibilidad

4- Cálculo de cargas de refrigeración 5- Proteger el medio ambiente utilizando refrige-

rante natural

Ahora disponible: Webinar ASHRAE - Cálculo de ductos

¡Disponible en YouTube!

Webinar estudiantil “CÁLCULO DE DUCTOS RESIDENCIALES”

Para quienes no pudieron presenciar la clase de Daniel Freitas sobre cálculo de ductos, está en YouTube:

https://youtu.be/UEW7pkMdzIo?si=LWuHKr5SoW1U3l4k • 114 •

Aprendizaje electrónico

ASHRAE y el PNUMA se han asociado para crear cursos de aprendizaje interactivos basados ​​en la web que obtienen certificados si se completan con éxito.

La plataforma de aprendizaje realiza un seguimiento de su progreso, lo que le permite realizar cursos por etapas cuando haya tiempo disponible. Las comprobaciones de aprendizaje a lo largo de los cursos lo preparan para un examen final. Para obtener más información o asistencia, envíe un correo electrónico a elearningUNEP@ashrae.org .

Estos cursos están disponibles GRATIS solo para miembros de ASHRAE y para aquellos a quienes el PNUMA les haya proporcionado un código de acceso.

Alfabetización sobre eficiencia energética para sistemas de aire acondicionado y refrigeración, 3,5 horas.

¡REVISADO! La nueva edición incluye gráficos y cifras actualizados, incluido el consumo de energía ACR, la adopción de estándares mínimos de rendimiento energético, calificaciones de eficiencia de equipos

y mediciones de la temperatura global de la superficie terrestre y oceánica.

Este curso de 3,5 horas está diseñado para educar a los responsables políticos, líderes empresariales y partes interesadas de la comunidad de los países en desarrollo sobre los beneficios del aire acondicionado y la refrigeración, los principios científicos involucrados y los factores que contribuyen a la máxima eficiencia energética.

Alfabetización sobre refrigerantes (SI), 4,5 horas.

Este curso ofrece conocimientos básicos sobre tipos, políticas, clasificaciones y prácticas de gestión de refrigerantes. Está dirigido a personas no especializadas en el campo, como administradores de instalaciones, responsables políticos y otras personas involucradas en cuestiones de refrigerantes desde una perspectiva no técnica.

También puede servir como introducción a los conceptos básicos sobre refrigerantes para quienes son nuevos en la industria. El curso está disponible en inglés, español y francés.

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E M PE MR EP RS A I CI CA ANN E SSA S S ES EC OC M OU MN UN

Una Feria que marca tendencia Durante los días 24 al 27 de marzo del 2024, se llevó a cabo en la ciudad de Milán, la Muestra Convegno Milán.

Durante los días 24 al 27 de marzo del 2024, se llevó a cabo en la ciudad de Milán, la Muestra Convegno Milan.

MCE es el mercado único y el evento global • 116 •

donde las empresas de los sectores HVAC+R, fuentes renovables, eficiencia energética y agua se reúnen y muestran las últimas tecnologías, soluciones y sistemas para edi-

ficios inteligentes en los sectores residencial comercial, industrial y doméstico .

En MCE se lanzan productos y servicios a escala global, construyen relaciones comerciales efectivas y, al mismo tiempo, se fortalecen alianzas estratégicas con ingenieros, prescriptores e instaladores que implementan soluciones y sistemas para edificios eficientes.

Invitada por la ITA, agencia para la promoción de la industria, a través de la Embajada de Italia en Argentina, la empresa Ansal pudo asistir a esta muestra que exhibió las nuevas pautas del negocio de la climatización, aire acondicionado y calefacción, circulación de agua y energías renovables, de acuerdo con las políticas modernas de sustentabilidad del viejo continente.

La muestra contó con algunas áreas destacadas como ser el Sector del Hidrógeno

(https://www.mcexpocomfort.it/en-gb/eventi/ hydrogen_hub.html), el Sector del Correcto uso del Agua (https://www.mcexpocomfort.it/ en-gb/eventi/Intelligent_use_of_water.html) y eventos referidos a la sustentabilidad (https:// www.mcexpocomfort.it/en-gb/Sustainability. html), entre otros.

El pabellón de Hidrógeno reunió todas las industrias que fabrican celdas de hidrógeno o productos que las incorporan. Cabe mencionar que muchas empresas del rubro calefacción están ya desarrollando modelos preliminares impulsados por celdas de hidrógeno.

Si bien se encuentran recién en etapa de desarrollo ya están marcando tendencia.

Otro pabellón con gran suceso fue el 6, el pabellón del Uso Correcto del Agua, y cuando se habla de agua, no solo se habla del uso de agua sanitaria, sino también del uso

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EMPRESAS SE COMUNICAN

del agua para climatización y de su cuidado frente a las exigencias del nuestro planeta y la falta de tal fluído. Así la oferta iba desde griferías de bajo consumo, hasta sistemas de bomba de calor con diseño (www.innovaenergie.com) y todo interconectado con los conocidos sistemas de tubería por termofusión y con novedosos sistemas de acople, ya sea el conocido pressfitting o anillo expansor con accesorios de PPSU para bajar costos de accesorios y herramental.

En materia de climatización, la vedette fue el R290, focalizado en equipamiento comercial. Todas las marcas presentaron un roof top o una bomba de calor con R290, quizás un poco más caro que el tradicional de R410 y con eficiencias un poco mejoradas, pero

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subrayando por encima de todo su bajo Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA).

Otro aspecto para destacar, si bien en Europa hace años que se usan, son los sistemas de calderas de condensación central del tipo cascada, que consumen entre un 30 a un 50% menos que los sistemas tradicionales, humo o agua tubulares, algo para tener en cuenta en los tiempos de nuevas tarifas de tal combustible.

Merece un mención la marca Sonninger, con su nueva línea de cortinas, con gran diseño y alcances de 4 y 8 metros según el modelo (comercial e industrial), ventilación, calor por electricidad o por serpentina calor/ frío por agua.

Muchos de estos productos estarán siendo

lanzados en las próximas muestras que se realizarán en el país y podrán conocerlos en Batev: Junio, Rural de Palermo, CABA y en Expofrío Calor: septiembre, Costa Salguero, CABA. Nota realizada por el Ing. Carlos García de ANSAL.

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CLIMA DE NOTICIAS / 305 El sistema más eficiente del mercado en su versión small El sistema VRV SMALL de Daikin posee un diseño optimizado que lo transforma en la solución ideal para la climatización de viviendas de alta gama, locales comerciales y pequeños edificios de oficinas.

Sus condensadoras de menor capacidad (4HP y 5HP), poseen sólo 99 cm de altura. Este formato brinda una elegante apariencia externa al edificio al tiempo que ofrece a los ocupantes una visión clara del panorama, sin obstrucciones. El VRV S es ahora delgado y compacto, con unidades externas que requieren un espacio mínimo para su instalación.

Además, comparado con el VRV IV de 8HP, la unidad exterior de la misma capacidad del VRV S, es: - 14% más baja - 25% más liviana - Ocupa 58% menos de espacio en planta

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Adecuándose a una variedad de tamaños de ambiente, el line up de productos incluye 6HP, 8HP y 9HP de capacidad y próximamente ampliará la misma hasta 12HP.

¿Por qué VRV SMALL? • Amplia gama de unidades interiores Daikin ofrece un amplio rango de unidades interiores que incluyen modelos VRV y residenciales, respondiendo así a una gran variedad de necesidades de los usuarios, quienes esperan soluciones para sus acondicionadores de aire.

• 4 modelos de unidad interior tipo ducto Daikin ofrece este tipo de evaporadoras en sus dos versiones: baja presión estática y presión estática externa elevada.

Asimismo, incluyen bomba de drenaje como accesorio y la posibilidad de succionar desde abajo, lo que facilita la instalación y el mantenimiento.

Por otro lado, la presión estática externa puede ser controlada a través de un ventilador dentro de un rango de 30 Pa (cuando los ductos son cortos) a 150 Pa (cuando los ductos son largos).

• Máxima eficiencia El VRV S cuenta con un elevado coeficiente de desempeño y ahorro de energía además de su tecnología INVERTER que lo vuelve altamente eficiente y respetuoso con el medio ambiente.

• Climatiza hasta 14 ambientes 1 única unidad exterior abastece hasta 14 ambientes permitiendo elegir entre 16 tipos diferentes de unidades interiores y 91 modelos.

• Flexibilidad de instalación El sistema VRV S de Daikin ofrece longitudes máximas de cañería entre 100 y 120m con una longitud total máxima de entre 250 y 300m. Además, permite una máxima diferencia de nivel de entre 30 y 50m.

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CLIMA DE NOTICIAS / 305 Contrato de distribución exclusiva para unidades de tratamiento de aire CASIBA S.A., líder en ingeniería aplicada al tratamiento y control del aire en Argentina con más de 70 años de experiencia en el mercado, anunció la firma de un contrato de distribución exclusiva para el territorio argentino con la prestigiosa empresa TICA de China.

TICA, reconocida a nivel mundial como una de las principales empresas en la producción, ventas y servicios relacionados con la utilización de energía térmica y el medio ambiente, se destaca por su excelencia y su presencia global. Sus productos incluyen una amplia gama de soluciones, tales como Unidades de Tratamiento de Aire (AHUs), sistemas de aire fresco, enfriadores modulares, unidades de flujo de refrigerante variable (VRF), enfriadores de tornillo, enfriadores centrífugos y sistemas de generación de energía de baja temperatura con calor residual orgánico (ORC), entre otros.

Con 13 plantas de producción y más de 8000 empleados en todo el mundo, TICA ha establecido cinco bases en Nanjing, Tianjin, Guangzhou, Chengdu y Kuala Lumpur, así como más de 70 puntos de venta y servicio.

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Este acuerdo estratégico entre CASIBA y TICA marca un hito importante para ambas compañías y fortalece la posición de CASIBA en el mercado argentino.

La exclusividad de distribución de las Unidades de Tratamiento de Aire de TICA en Argentina permitirá a CASIBA ofrecer a sus clientes productos de última generación, respaldados por la calidad y la excelencia que caracterizan a ambas empresas.

“Estamos muy entusiasmados de haber firmado este acuerdo con TICA”, declaró el Ing. Humberto Della Corte. “Esta alianza estratégica nos permite consolidar nuestra posición como líderes en ingeniería aplicada al tratamiento y control del aire en Argentina y ofrecer a nuestros clientes soluciones innovadoras y de calidad incomparable”.

Con esta asociación, CASIBA refuerza su compromiso de seguir siendo pionera en el mercado argentino y continuar brindando soluciones de vanguardia que contribuyan al bienestar y la eficiencia de sus clientes.

Para más información, contáctese a: comercial@casiba.ar

Sostenibilidad en acción: nueva gama de compresores de CO2 transcrítica En un escenario en el que la protección del medio ambiente es cada vez más prioritaria, Frascold, destaca por el desarrollo de soluciones innovadoras bajo el lema de la mejora continua y capaces de satisfacer todas las necesidades del sector.

Un compromiso tangible, materializado concretamente en el lanzamiento de la novedosa serie TK HD, con refrigerante natural de CO2, que representa una nueva frontera de sostenibilidad en el trabajo pesado. La solución se caracteriza por su alto rendimiento, cargas de trabajo tanto variables como persistentes y largos ciclos de vida.

Su eficiencia energética, fiabilidad y rendimiento superiores lo convierten en una opción ventajosa para una amplia gama de aplicaciones: desde la refrigeración al enfriamiento y hasta bombas de calor de alta temperatura de hasta 100 °C.

Innovación en cada componente Frascold explora la innovación en cada uno de sus componentes, buscando la máxima robustez para que sus compresores sean capaces de funcionar en condiciones ambientales hostiles, es decir, cargas de trabajo constantes 24 horas al día, 7 días a la semana, a altas temperaturas y con elevados delta P, todo ello respetando plenamente el medio ambiente.

En este sentido, la decisión de Frascold de equipar la nueva serie CO2 TK HD con tratamientos antifricción y nuevos acabados superficiales permite reducir el desgaste, prolongar la vida útil de los compresores y ofrecer un rendimiento superior y constante a lo largo del tiempo..

La serie TK HD no sólo destaca por su alto nivel de rendimiento, sino también

por su extraordinario silencio. La optimización de los componentes internos y el meticuloso equilibrado mecánico permitieron reducir notablemente los niveles de ruido, con una rango de presión sonora a 1 metro de distancia de entre 64,5 y 76 dB(A), equivalente al volumen de una conversación para los modelos más pequeños o, al tráfico rodado para el tamaño Z . Una característica que no sólo mejora la experiencia del usuario, sino que también demuestra el interés de Frascold por ofrecer soluciones respetuosas con el medio ambiente y el medio ambiente.

La gama, con dos versiones de motor, incluye 4 tamaños diferentes para un total de 34 modelos, con un rango de 3 a 50 CV y desplazamientos volumétricos de 1,9 a 37,9 m3/h a 50 Hz. Además de estar diseñado para soportar presiones de hasta 100 bares, garantiza la máxima flexibilidad y compatibilidad con los sistemas existentes, por lo que es posible su adaptación posterior.

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CLIMA DE NOTICIAS / 305 Resumen del Programa Federal de Capacitación 2023 La Asociación Argentina del Frio realizó durante el año 2023 una serie de charlas y seminarios, comenzando con una Jornada de Capacitación el 9 de marzo en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires para la Apertura del Programa que continuó de la siguiente manera: • El 18, 19 y 20 de abril 2023: CATAAR Fed Rosario.

• El 5 y 6 de junio 2023: Jornada de Capacitación en Tucumán.

• El 4 y 5 de julio2023: Jornada de Capacitación en Mendoza.

• El 8 y 9 de junio 2023: Jornada de Capacitación en Salta.

• El 7 de julio 2023: Seminario de detección de fallas en equi-

pos de aire ac. convencionales de 2250 a 6000 kcal./h y en on off inverter.

• Del 27 al 29 de septiembre el CATAAR Fed Córdoba y Expo Eficiencia Energética.

Ciudades previstas para el Programa Federal de Capacitación 2024

• Rosario, abril • Tucumán y Catamarca, mayo • San Juan, Mendoza y San Rafael, junio • Mar del Plata, agosto • Ciudad Autónoma de Buenos Aires, del 11 al 13 de septiembre CATAAR NACIONAL y EXPO FRIO CALOR ARGENTINA. Solicite información para ser sponsor regional: aafrio@aafrio.org.ar

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Curso de psicrometría Conceptos básicos / Aire húmedo / Carta psicrométrica / Aplicación de la carta psicrométrica en las transformaciones en los equipos de aire acondicionado.

El Capítulo Argentino de ASHRAE acompaña a la Cámara Argentina de Calefacción, Aire Acondicionado y Ventilación (CACAAV) en la difusión de este curso dirigido a técnicos, proyectistas, profesionales y estudiantes.

Cámara Argentina de Calefacción, Aire Acondicionado y Ventilación

• Modalidad: Teórica • Duración: 8 hs • Cursada: Presencial, los días martes y jueves

de 16 a 18 hs. 4 clases.

• Inicia: Martes 14/05 16 hs – Finaliza: Jueves 23/05 18 hs • Profesor: Jorge Pozzi • Arancel: GRATUITO Info e inscripción: lunes a viernes de 10 a 18 hs al 4342-3370 / 9840 o en cursos@cacaav.com.ar

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CLIMA DE NOTICIAS / 305 Perú, el centro de negocios de América Latina Cuando faltaban horas para la finalización de la Feria Expofrío el 21 de octubre del 2023, José Carlos Caparó, expositor de la empresa JC Soluciones Técnicas ubica, con satisfacción reflejada en su rostro, nos dijo: “No se llegó a los 3 mil visitantes que fue el récord de una pasada edición de Expofrío, pero se superó largamente en calidad porque en su mayoría vinieron gerentes y ejecutivos con decisión de compra, que al final es lo que importa”.

La misma satisfacción fue reiterada en distintos tonos y palabras por cado una de los 36 expositores de la Feria. Lo mismo expresaron congresistas, conferencistas y visitantes, en especial los internacionales, que retornarían a sus países sumamente satisfechos. Y los que por alguna razón no pudieron participar, valorarían la gran oportunidad que se habían perdido.

El éxito de esta edición elevó la valla a los organizadores, que ahora tienen que satisfacer una mayor exigencia y demanda de todos aquellos.

Es así que la nueva edición se ha programado para el 24 y 25 de octubre con cinco novedades.

Las novedades.

1. En el mejor lugar: Se ha definido realizarlo en el mejor lugar -aunque triplicando los costos -, en el Sheraton Hotel & Convention Center, que cuenta con suficiente espacio para la actividad comercial, las conferencias y reuniones de negocio, con todos los servicios y comodidades que ofrece un hotel cinco estrellas y ubicado en el centro histórico de Lima para facilitar el acceso de participantes y visitantes.

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2. 50% de más oferta comercial: De 40 stands se pasa ahora a un área de más de 70 stands, representando un crecimiento de más del 50%3. Un mejor Congreso Internacional: Se trata de potenciar el Congreso como un centro de actualización profesional para ejecutivos sobre el mercado del HVACR, a fin de preparar a los que lideran su crecimiento en la región.

4. Rueda de Negocios: Es una nueva actividad que busca propiciar los relacionamientos y contactos de negocios, para el cual se cuenta con una sala especial.

5. Más de 3,000 visitas: Se espera superar las visitas alcanzadas el 2023 enfocado en ejecutivos y personas con capacidad de decisión.

Con este nuevo desafío, Expofrío 2024 avanza a afirmarse en la línea de uno de sus principales aspiraciones resumidos en el siguiente lema: “Perú, el nuevo centro de negocios del HVACR en Latinoamérica”.

En julio del 2004 --hace 20 años--, en el Campus de la Universidad Católica del Perú, se realizó la primera edición de la Feria & Congreso Expofrío.

La feria congregaría a 30 expositores, el Congreso y los seminarios a 200 personas y las visitas se acercaron a los 1000. Su comité fue presidido por el recordado ingeniero Luis Yamada, y fue acompañado por Ernesto Sanguinetti y Rafel Castillo que nos siguen acompañando.

Eran los tiempos en que el aire acondicionado era un medio de lujo y la refrigeración industrial era bastante pequeña. Sin embargo, los que nos atrevimos a organizarlo éramos conscientes de su potencial y de la necesidad de darle impulso

a este sector. El país creció y se modernizó multiplicando varias veces impulsando el crecimiento del HVACR hasta configurar lo que hoy es: una verdadera industria con miles de actores, entre empresarios, técnicos y profesionales.

Perú, como centro de negocios de América Latina.

Con el anuncio de construcción e inauguración en noviembre próximo del megapuerto de Chancay, el más grande del Continente y que unirá comercialmente a este con Shangai, el otro megapuerto del gigante chino, Perú está en camino de convertirse en el nuevo hab de los negocios en América Latina.

Pero no solo es el megapuerto. Es también el alto potencial del Perú en agroindustria, minería y pesca, junto su gran brecha en uso de sistemas HVACR, lo que hace que el Perú tenga un gran potencial en este sector.

En este escenario, Expofrío se constituye en el espacio natural de actualización profesional y relacionamiento de negocios de la industria del HVAR, que acompañará con sus soluciones el crecimiento del Perú y la región en años que vienen.

Contacto: peruexpofrio@gmail.com WhatsApp: +51 914 510 439 www.expofrioperu.com

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CLIMA DE NOTICIAS / 305 Liderazgo ejecutivo en la era ESG La AHK Argentina lanza en conjunto con la Universidad del Aconcagua, una Formación Ejecutiva en ESG para una Conducta Empresarial Responsable.

Los criterios Ambiental, Social y Gobernanza (ESG, por sus siglas en inglés) resultan fundamentales a la hora de abordar el impacto de

las organizaciones en las sociedades, en sus inversores, grupos de interés y consumidores.

Los estándares internacionales como OCDE, Naciones Unidas y nuevas normativas impulsadas por la Unión Europea y Alemania, marcan el pulso de un nuevo paradigma en la forma de hacer negocios para garantizar su sostenibilidad. Por este motivo, esta perspectiva resulta hoy ineludible a la hora de realizar negocios responsables y sostenibles en el largo plazo.

La formación tendrá lugar en 2024 bajo la modalidad online sincrónica y estará dirigida principalmente a personas que ocupan puestos de toma de decisiones en distintos tipos de organizaciones.

Los módulos temáticos que incluirá esta formación de los líderes organizacionales serán impartidos por docentes expertos en materias tales como introducción al enfoque ESG, Sostenibilidad, Gobernanza, Compliance, estándares sociales y medioambientales.

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Sobre el cierre de esta edición

Comenzó la feria que reúne a la industria de la calefacción y la refrigeración El miércoles 15 de mayo se inició HVAC-R Show Chile, el encuentro de negocios de la industria del Aire Acondicionado, Calefacción, Ventilación, Refrigeración y Agua Caliente Sanitaria, en el Centro Cultural Estación Mapocho.

La feria, dirigida a arquitectos, constructores, ingenieros, proyectistas, facility managers, instaladores, técnicos y todos los profesionales de la industria de la construcción, cuenta con la participación de empresas referentes del sector, tanto nacionales como internacionales.

Fabian Armagnague, director de HVAC-R Show Chile, señaló que “este tipo de instancias ofrecen siempre la oportunidad de que empresas y potenciales clientes puedan interactuar, permite logar mayor networking así como intercambiar conocimientos respecto a tendencias e innovaciones en el sector”.

Cabe indicar que en forma paralela a la exposición, hay un programa de conferencias donde se abordarán temas relevantes como la sustentabilidad, las nuevas energías, la eficiencia energética y el cuidado del medio ambiente.

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CON AIRES DE ACTUALIDAD / 305 Voy a comenzar con una frase robada a las hermanas Marull, quienes - si no me falla la memoria - se la sustrajeron a Mario Kartun: “Vivir en estado de escritura”.

Muchos ya estarán googleando Marull, Kartun, así como los escribo, con esa extraña rima asonante que combina a y u. Y se estarán preguntando porqué me estoy metiendo con tres dramaturgos (no se olviden que las Marull son dos, Paula y María) en una nota que intenta ser de actualidad sobre el final de la edición de una revista supuestamente especializada en confort y sustentabilidad. Parece una buena pregunta y no sé si seré capaz de responderla correctamente más que echándole la culpa a esta vida en estado de escritura. Hace días que estoy buscando el tema para esta columna, es decir, que vivo en ese estado donde los hechos, las noticias, las palabras, los ruidos, las sensaciones que llegan del exterior se incorporan a la búsqueda de un texto.

Y del exterior me ha venido sobre todo agua. Por un lado nuestras lluvias intermitentes después de un 2023 reseco como lengua de mono. “Es bueno para el campo”, me acotó alguien que no lo tiene y en mi interior resonó un comentario escuchado en el campo: “una desgracia, no hay piso para que entren las máquinas”. El agua es caprichosa o tal vez somos nosotros los pedigüeños, es demasiada o demasiado poca. Nada nos conforma. Pero son otras aguas las que se me han filtrado en este estado de escritura, unas más impresionantes que unas insistentes lloviznas sobre el pavimento. Porque esas son definitivamente demasiadas, las que corren por las calles de Porto Alegre convirtiéndola en una suerte de indeseable Venecia. Y no crean que quiero romantizar la imagen, realmente nunca • 130 •

me he llevado bien con la ciudad de los canales.

Será porque la he visitado en tiempos inadecuados con cadáveres de palomas -tampoco ellas me atraen demasiado- flotando en la Plaza San Marcos (otra vez el agua en demasía).

En realidad en las fotos luce romántica Venecia, con sus edificios góticos de inspiración otomana y bizantina, sus góndolas y sus puentes. Pero sus canales son malolientes y generalmente me recuerdan sobre todo la peste que los asola en la novela de Thomas Mann, la que mata a Gustav mientras contempla a su deseado Tadzio caminar junto al mar, un doloroso final de novela aún más conmovedor cuando Gustav es Dick Bogarde en la versión cinematográfica de Visconti con la sonoridad de Mahler como mar de fondo.

Pero volvamos al agua. Las imágenes que se me han filtrado son escandalosamente elocuentes. No se trata de una zona marginal, indefensa frente a un rio caprichoso. Porto Alegre es una capital con 1.332.270 habitantes, la ciudad más grande del estado de Rio Grande do Sul con el índice de desarrollo humano más elevado y el mayor PBI per cápita de la región. Y ahora solo queda agua y barro.

El río Guaíba se desbordó al alcanzar su máximo histórico, un nivel de 5,31 metros, más de dos metros por encima de la cota de desbordamiento. Para los ignorantes como yo es bueno saber que la cuenca del Guaíba recibe toda su agua de los ríos Taquari, Jacuí y Caí, que juntos, representan alrededor del 90 % del volumen total del Guaíba, que suele ser casi un lago, de flujo amodorrado y lento. Si parafraseáramos la obra en cartel de las hermanas Marull podríamos decir: “Y bueno, es Lo que el río hace”… pero el Guaiba no suele hacer esas cosas. Fueron los cuatro días de intensas lluvias que lo “atragantaron” al convertir sus habituales 2 mil metros cúbicos por segundo en 25 mil. Sin aviso su límite

máximo de inundación pasó de los 3 m a los 5.3.

Para entenderlo bastan las imágenes, son mucho más elocuentes que yo. La ciudad parece zona de guerra. No hay bombardeos pero solo puede ser una guerra. ¿Y el enemigo? Es inmenso, es la Naturaleza usando uno de sus elementos para defenderse en un gesto hiperbólico y desmesurado, casi como un dios mítico. ¿La provocación? Humana, por supuesto. Ya son muchos los que sostienen que no se trata del fortuito Niño al que quieren responsabilizar. La lluvia va a seguir, implacable porque el cambio climático parece haber llegado para quedarse.

Suena apocalíptico, pero los científicos ya hablan de la necesidad de mudar ciudades enteras, de alejarse del riesgo, algo así como una “desedificación”. “Ciudades enteras tendrán que cambiar de ubicación. Es necesario alejar las infraestructuras urbanas de los entornos de mayor riesgo,

que son las zonas más bajas, planas y húmedas, las zonas de ladera, las riberas de los ríos y las ciudades que están dentro de los valles” dijo Marcelo Dutra da Silva, profesor de Ecología de la Universidad Federal de Rio Grande.

No sé a ustedes pero empiezo a tener sensaciones distópicas: ciudades semi sumergidas, arrasadas y vacías; montañas de barro; puentes derrumbados; autos abandonados… silencio o más bien un murmullo, un gorgoteo, un indefinible sonido, ese que produce el agua turbia, en apariencia quieta, amenazante.

Ojalá los científicos se equivoquen y mi abuelo tenga razón en aquello que decía, que “siempre que llovió, paró”.

Gabriela M. Fernández • 131 •

+ INNOVACIÓN + TECNOLOGÍA + PRODUCTOS / 305 • 132 • • 132 •

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nología fiable de bombeo por desplazamiento positivo combinada con la exclusiva tecnología de inteligencia artificial (IA) de Hartell para garantizar un funcionamiento duradero y sin problemas.

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ING. RAFAEL SÁNCHEZ QUINTANA PROYECTOS ACÚSTICOS

Dirección de Obra. Especialista en Acústica en salas, teatros, hoteles, edificios. Medición de nivel sonoro.

Verificación acústica del sistema HVAC. Tratamiento acústico para reducción del ruido de generadores de potencia.

Responsable de la Comisión de Acústica del IRAM.

RSQ

INGENIERO RAFAEL SÁNCHEZ QUINTANA

PROYECTOS ACÚSTICOS

rsqacustica@gmail.com Tucumán 1687 3° Piso Dpto. “D” (C1005AAG), CABA-R, Argentina Tel. (54-11) 4371-3354

ING. MARCELO DE LA RIESTRA Y ASOCIADOS

Proyecto y dirección. Instalaciones de aire acondicionado y ventilación. ing.marcelo@delariestra.net J.J. Urquiza 1056, (2000), Rosario, Prov. Santa Fe Tel: 0341 440 -1433

GF / ESTUDIO GRINBERG INGENIEROS CONSULTORES

Asesoramiento en instalaciones termomecánicas.Ejecución de proyectos. Dirección de obras. Auditorias técnicas y sistemas de controles. Green buildings. www.estudio-grinberg.com.ar estudio@estudio-grinberg.com.ar Tte. Gral. J. D. Perón 1730, P12, Of.31 (C1037ACH), Buenos Aires, Argentina Tel: (54 11) 4374-8385 / 4373-3486

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CONSULTORES / 305

Invitamos a las empresas y profesionales a ser incluidos en esta sección gratuita. Solicite información a: aguerisoli@revistaclima.com.ar

ING. JOSÉ MARÍA ALFONSÍN

Proyecto y dirección técnica de instalaciones termomecánicas. Locales gastronómicos.

Asesoramiento en eficiencia energética.

Miembro de ASHRAE y AGBC. www.ing-alfonsin.com.ar jmalfonsin66@gmail.com Uribelarrea 442 P1 Olivos (1636) (+54 911) 6094 0577

LEEB INGENIERÍA DE MÉTODOS

Proyectos termomecánicos a medida.

Pequeña y mediana empresa. Climatización VRV. Ampliaciones. Mejoras. Ventilaciones industriales.

Presurización de escaleras. Normas de edificación.

JAVIER F. LEEB Maipú 827, PB, CABA Cel / WhatsApp: 11-5514-0074 Linkedín: /javier-francisco-leeb

Mail: jfleeb_2000@yahoo.com.ar

INGENIERO JULIO BLASCO DIEZ

Consultoría en Instalaciones Termomecánicas.

Proyectos y Dirección de Obra.

Blasco10@gmail.com Calle 5 N° 566 - 1° G (1900), La Plata, Buenos Aires, Argentina Tel: (54-221) 424-3431 / 482-1272

INGENIERO JULIO BLASCO DIEZ U.N.L.P. REG. PROF. (PCIA. BS. AS.) Nº 11 106 MATR. PROF. JURISD. NACIONAL N° 1002398

ARQUITECTO GUSTAVO ANÍBAL BATTAGLIA

Estudio, diseño y dirección de obras en Instalaciones termomecánicas adaptadas a las necesidades estéticas y funcionales del proyecto de arquitectura y la obra civil.

Asesoramiento en optimización energética del edificio y en sistemas de climatización.

Miembro de la American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). arq.battaglia@gmail.com Acoyte 790 5º piso C1405BGS - CABA, Argentina Tel./Fax: (54-11) 4982-2104 Cel: 54 9 11 5060 4150

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ARQUITECTO GUSTAVO ANIBAL BATTAGLIA INTER - ARQ. CONSULTORES EN HVAC CONSULTOR EN INSTALACIONES DE TERMOMECANICA. DESARROLLO DE INGENIERÍAS PARA LA ARQUITECTURA.

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Revista

STAFF DIRECCIÓN COMERCIAL Juan J. Riera juanriera@revistaclima.com.ar DIRECCIÓN EDITORIAL Gabriela M. Fernández admin@revistaclima.com.ar PUBLICIDAD Tel. (54 11) 4675 0566 / Cel 15-3644-0664 juanriera@revistaclima.com.ar climagrafico@gmail.com Cel 15-4143-7743 aguerisoli@revistaclima.com.ar aguerisoli1950@gmail.com www.revistaclima.com.ar facebook.com/revista.clima.digital linkedin.com/in/revistaclimadigital CORRESPONSAL EN INGLATERRA Ing. Robert Tozer Registro de la Propiedad Intelectual Nº 124.121 Premio “A.P.T.A. - F. Antonio Rizzutto” en categoría “Revistas Técnicas”, 1985.

Publicación especializada en aire acondicionado, calefacción, refrigeración y ventilación.

Preservación del medio ambiente.

Sustentabilidad en la Arquitectura y en los sistemas de confort e industriales.

Promoción de las energías alternativas.

Auspiciada por el Capítulo ASHRAE de Argentina y la Cámara Argentina de Calefacción, Aire Acondicionado y Ventilación y la adhesión de la Asociación Argentina del Frío y la Cámara Argentina de Industrias de Refrigeración y Aire Acondicionado (CAIRAA) SUSCRIPCIONES: 6 Ediciones digitales anuales: $26.500.- pesos argentinos (IVA 10.5% incluido).

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Revista Clima no se hace responsable de las opiniones vertidas en los artículos firmados, que expresan exclusivamente el criterio de los autores, ni de los contenidos de los avisos publicitarios que se incluyen en la presente edición.

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EDICIÓN DIGITAL NÚMERO 305 - ABRIL 2024 - AÑO 47

ANUNCIANTES Ansal calentador de piscina Ansal Tadirán Internacional Ansal refrigeración Ansal residenciales Ansal Tadirán Argenconfort Bellmor Bgh Building Controls Cacaav Casiba Cobertem Condu Term Sur Daikin Deuma Ecoconfort Electra Escuela técnica Libertad Estudio Serpa Expo Eficiencia Energética Expo Frío Calor Expo Frío Perú E&A Frío Industrias Argentinas Necton Hisense Hogar Hisense Climatización Hitachi Hvac Prof Iram Leeb Multiaires Refrioil Reld Ritrac Siam Sinax Supercontrols Termoarq Tica Testo Valves Systems

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SÉ PARTE DEL FUTURO ESTUDIÁ TÉCNICO EN REFRIGERACIÓN VENTILACIÓN CALEFACCIÓN Y AIRE ACONDICIONADO

TÍTULO TÉCNICO SECUNDARIO OFICIAL CONTAMOS CON: TABLEROS DIDACTICOS PARA SIMULACIÓN Y DIAGNÓSTICO. HERRAMIENTAS MANUALES Y DIGITALES DE ÚLTIMA GENERACIÓN informes e inscripcion : Santa Magdalena 431/441 011 4301-0366/4418

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