Soluciones con aerotermia centralizada en rehabilitación de edificios de viviendas

No tenemos que perder de vista que, aproximadamente, el 40% de la energía primaria consumida en Europa la consumen los edificios; que a su vez son responsables del 36% de las emisiones de CO2. Eso quiere decir que el mercado residencial es un segmento vital en la estrategia de ahorro de energía y mejora en las condiciones de eficiencia energética global. En el caso de España contamos con un parque de unos 25 millones de viviendas, de los cuales el 84% son anteriores a 1980 y, por tanto, podemos considerarlos como ”no eficientes”. De ahí que se hayan disparado las solicitudes de licencia de obra para rehabilitación en más de un 60% y aumentado las licitaciones para rehabilitación de viviendas más del 80% gracias a los fondos Next Generation.

Cuando como técnicos afrontamos un proyecto de obra nueva, todo es favorable. Tenemos maravillosas cubiertas planas, espacios en patinillos, salas técnicas bien dimensionadas, etc. Podemos encajar nuestros equipos de aerotermia centralizada de forma casi perfecta. Sin embargo, todo cambia cuando nos enfrentamos a proyectos de rehabilitación de edificios; donde no solo nos tenemos que adaptar a las limitaciones constructivas existentes, sino también muchas veces ajustarnos a un presupuesto ya cerrado condicionado por el importe de las subvenciones provenientes de fondos Next Generation u otro tipo de ayudas. Pero ¿qué ocurre cuando no se dan esas condiciones o cuando las actuaciones se deciden en juntas de vecinos? Ahí cada proyecto es un reto, sobre todo teniendo en cuenta que el parque de edificios potenciales a rehabilitar es mucho mayor que el de obra nueva.

Es bueno recordar que el objetivo de cualquier actuación de rehabilitación es reducir al menos un 30% de energía primaria no renovable. También lo es recordar la importancia que ha adquirido la figura del agente rehabilitador, un EPC responsable de la ejecución del proyecto completo y de la gestión de las subvenciones solicitadas.

Al abordar un proyecto de rehabilitación residencial, tenemos dos palancas clave:

• Actuar sobre la envolvente, la piel del edificio: cambiar los cerramientos, ventanas, vidrios, SATE y mejora de aislamientos en general; para obtener un ahorro potencial de entre un 25-40%.
• Actuar sobre las instalaciones: cambios en los generadores (calderas de gasóleo/gas y aerotermia) y en los emisores (radiadores de todo tipo, suelo radiante refrescante, fancoils). Aquí el potencial de ahorro es algo menor, entre el 15-35%.

Objetivo de ahorro factible

En el mejor de los casos, incluso ejecutando ambas palancas, el ahorro potencial es entre un 40-60%. Un objetivo ambicioso, sí, pero muy factible. Pero estamos hablando de rehabilitación donde la mayoría de las veces no puedo hacer lo que quiero sino lo que puedo; bien por las limitaciones físicas del edificio o por el presupuesto disponible. Por ejemplo, intentar sustituir los radiadores de un edificio de viviendas por suelo radiante refrescante es una quimera por el nivel de obra requerida. Pero sí que es factible sustituir, por ejemplo, los radiadores de chapa por radiadores de aluminio más eficientes y cambiar las ventanas de aluminio correderas por ventanas abatibles de doble vidrio. Hay veces que no se puede poner SATE, por ser un edificio de fachada protegida, pero sí se pueden inyectar de celulosa las cámaras de aire.

Profundicemos en la parte de los generadores comparando tecnologías clásicas como las calderas de gasóleo (con rendimientos medios del 80-85%), las calderas de condensación de GN (con rendimientos entre el 90-95% PCS) y las resistencias eléctricas (con rendimientos del 100%) con tecnologías renovables como la aerotermia (con rendimientos impensables hasta hace pocos años). Mientras que en las calderas de combustibles clásicos son siempre menores de 1, en la actualidad tenemos equipos de aerotermia con coeficientes de rendimiento (COP) superiores a 5 incluso.

El clima suave en España es idóneo para trabajar con aerotermia y, además, la aparición de nuevos refrigerantes, como el R290 (propano), hace que estos equipos puedan impulsar en algún caso hasta los 75 ºC, siendo por tanto perfectos para trabajar en calefacción con cualquier tipo de emisor y para producción de ACS centralizada. Sin embargo, más que fijarnos en los COP en unas determinadas condiciones (por ejemplo, en A7/W55 COP 3,11 en calefacción) debemos trabajar con los rendimientos estacionales, los SCOP (por ejemplo, según EN 14.825 en condiciones de Aire 7ºC e impulsión de Agua W55 (A7/W55) SCOP=3,66). Igualmente en ACS, según EN16.147 en A7, puedo llegar a SCOP de 4,61, muy superiores a los requisitos mínimos de CTE 2019 que es 2,5. Como siempre que comparamos cifras, debemos huir de los catálogos marquetinianos y fijarnos en ensayos certificados; a poder ser por organismos de control externos que garantizan su veracidad.

La mejor solución para cada necesidad

Como ingeniero, mi trabajo es siempre diseñar la mejor solución para cada necesidad y adaptarme, cada vez más, a un presupuesto limitado. Con esto quiero decir que generalizar siempre es injusto y que decir que la aerotermia es la mejor solución para todo tampoco sería verdad. Y eso que soy un amante de esta maravillosa tecnología.

Cada semana recibo un email con un nuevo proyecto que empieza por “tengo una caldera de 300 kW y quiero cambiarla por una aerotermia de 300 kW. Por favor, ofértamela”. Afrontar así los proyectos, humildemente creo que es un error. Todos vamos a malgastar un montón de horas en un proyecto cuyo % de ser viable es ínfimo. Lo primero analicemos escenarios y para ello apoyémonos en números:

• Tenemos todos presentes que décadas atrás la consigna siempre era dimensionar para el caso más desfavorable. Esto provocaba que las instalaciones de forma muy habitual estaban y están sobredimensionadas. Se aplicaban márgenes de seguridad en cada cálculo, se tenían en cuenta temperaturas exteriores mínimas históricas, etc. Por ejemplo, caldera existente de gasóleo de 300 kW y 25 años de antigüedad.
• Es mucho más riguroso hacer un simple cálculo de cargas del edificio actual y definir la demanda real actual. La nueva demanda normalmente es menor que la potencia de los equipos instalados. Supongamos, por ejemplo, que la demanda calculada la hemos bajado por ejemplo a 250 kW.

Opciones de actuación

Si hablamos de eficiencia y ahorro de energía, como proyectistas tenemos que pensar en bajar la demanda y para ello podemos valorar dos opciones de actuación:

• Sobre la envolvente (con un simple cambio de ventanas) y reducirla por ejemplo un 25%, con lo cual bajaríamos a unos 190 Kw.
• Sobre las instalaciones (por ejemplo, sobre los emisores, cambiando radiadores de chapa por radiadores de aluminio) y reducirla aproximadamente un 20%, con lo que bajaríamos a unos 150 kW.

¿Cuál es mi conclusión y recomendación? Que es mucho más factible hacer una instalación de aerotermia centralizada de 150 Kw que de 300 Kw. Y cuando digo factible no me refiero solo al importe del presupuesto sino también al periodo de amortización, costes de operación y mantenimiento. Porque lo inteligente en este tipo de proyectos, previo a un cambio de equipos de clima, es siempre actuar sobre la envolvente.

“Muy bien José Ignacio, pues ofértame esa aerotermia”. En el mercado tenemos varias opciones de aerotermia de media y alta potencia. Ese no es el problema. El caso es que normalmente son equipos que no han sido diseñados para el mercado residencial y, cuando se colocan en la cubierta/azotea, el nivel sonoro hace que sea necesario apantallar por nivel acústico, lo que palía el impacto respecto a los edificios colindantes, pero no sobre los vecinos de los pisos superiores; con la consiguiente molestia y disconformidad. En mi opinión, pienso que es mucho más coherente colocar más equipos en vez de uno, más pequeños, cuya modulación se adapta mucho mejor a la demanda, garantizando así el suministro en caso de paradas por mantenimiento y, sobre todo, con un nivel acústico muy inferior. Y es que el nivel sonoro es, hoy por hoy, uno de los puntos claves a la hora de decantarse por uno u otro fabricante. En mi experiencia en este campo, el punto de dolor a la hora de decidir la instalación de la aerotermia es el nivel sonoro. El ruido que va a producir, el que se va a percibir. Y no solo cuando hablamos de unifamiliares; también en viviendas en altura, donde ya hay jurisprudencia y casos de denuncias a comunidades de vecinos por el impacto acústico de las máquinas de aerotermia. En el caso del ejemplo, esos 150 kW podríamos hacerlo con 10 máquinas de 15 kW.

Equilibrio en la hibridación

Como he comentado, la aerotermia no es la mejor solución para todo y hay casos donde su implantación no es viable económicamente. Ahí el equilibrio está en la hibridación, poder aprovechar lo mejor de las calderas y lo mejor de la aerotermia. Muchas veces la capacidad de hibridar nos lleva también a cumplir los requisitos presupuestarios cuando son limitados.

Pongamos un caso real, un proyecto de rehabilitación de edificio de 30 viviendas en Arganda donde existía una caldera de gasóleo antigua de 500 kW. La cubierta plana era muy pequeña, aproximadamente 60 m2. La solución que se ha llevado a cabo es la sustitución de la antigua caldera de gasóleo por una cascada de cuatro calderas murales de condensación de 100 kW de GN para la producción de calefacción. Para la producción centralizada de ACS se han instalado en cubierta 2 máquinas de aerotermia de 15 kW trifásicas trabajando directamente contra dos interacumuladores de 1.500 litros; cumpliendo con los requisitos de cumplimiento de HE4 del CTE 2019, cubriendo los periodos punta y con tiempos de recuperación más que adecuados. Además de la aerotermia, se han instalado 10 kWp de fotovoltaica, cubriendo la demanda de los equipos de aerotermia, por lo que se puede decir que la producción de ACS de la comunidad es prácticamente gratis la mayor parte del año. Dado lo limitado de la cubierta, esta solución ha encajado perfectamente. En este caso el ahorro al que ha llegado la comunidad de propietarios ha sido del 50%.

El caso anterior ha sido una hibridación con calderas nuevas para calefacción que han sustituido calderas antiguas. Pero ¿qué pasa cuando las calderas de calefacción están en bien cuidadas y mantenidas dentro de su vida útil? Que la actuación más sencilla sería simplemente actuar sobre la producción centralizada de ACS proponiendo una solución de aerotermia, como la del ejemplo, con la opción siempre de acompañar con fotovoltaica.
 

Los usuarios buscan confianza, trasparencia, instalaciones conectadas que se puedan monitorizar, que se puedan telegestionar (es imprescindible medir si queremos ahorrar) pero también buscan fiabilidad. Las instalaciones muchas veces están escondidas en la parte invisible del edificio y nadie se acuerda de ellas hasta el día que fallan. Por eso cada vez es más necesario delegar el mantenimiento en una firma de probado prestigio y fabricantes que cuenten con ampliaciones de garantía hasta 10-15 años. De esta manera invertir en aerotermia no sólo será más ecológico al tratarse de energía renovable, sino también más económico de utilización, más sostenible y fiable. En definitiva, una inversión que merece la pena.

Este artículo aparece publicado en el nº 591 de CIC, págs. 24 a 27.