Energía solar en la edificación
Las “renovables” constituyen una fuente virtualmente inagotable de energía limpia. En el ámbito de la arquitectura podríamos afirmar que la energía solar es la que mejor se integra a la edificación ya que tiene la posibilidad de generar prescindiendo de elementos mecánicos y su acceso se encuentra disponible en cualquier superficie expuesta al sol.
Si nos referimos al tipo de energía que se obtiene de esta fuente podemos clasificarla en dos tipos:
• Energía Fotovoltaica: para la producción de energía eléctrica.
• Energía Solar Térmica: para la producción de calor (agua caliente, climatización)
Para evaluar su implementación, la primera variable a tomar en cuenta es la posibilidad de acceso al gas (natural o envasado) y sus costes, tanto específicos como operativos: distribución, consumos mínimos exigidos (en caso de los “zeppelín”)
No deberíamos pasar por alto la paulatina quita de subsidos a las energías ante la dificultad, de hacer frente al inestable precio de las energías fósiles (gas, petróleo) a nivel mundial, por parte de las políticas locales; que afectan incluso a las instalaciones que funcionan con gas natural de red.
PRESTACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
Usos más frecuentes de la energía solar térmica a escala domiciliaria (e institucional):
• Agua caliente sanitaria.
•Calefacción.
•Climatización piscinas.
• Agua caliente sanitaria: Es la opción de más fácil acceso a nivel doméstico y su implementación ya no es una novedad. Se lleva a cabo con equipos solares compactos, conocidos como “termotanques solares”, que constan de un captador de tubos de vacío, un acumulador incorporado montado sobre una estructura metálica.
• Calefacción: A diferencia de los sistemas solares para agua caliente sanitaria, un instalación para climatización, tanto de ambientes como de piscinas, se componen generalmente de un colector (prescindiendo en este caso de acumulador), un sistema forzado de bombeo y los cuerpos calefactores (cuando se trata de calefaccionar espacios interiores).
• Climatización de piscinas: Una de las ventajas de estos sistemas es que su uso puede ser de manera dual, ya que la totalidad de los colectores solares pueden ser usados en invierno para calefacción interior y en verano para climatización de piscinas, pudiendo extender la temporada de uso hasta en cinco meses (al menos en nuestra provincia).
Se puede identificar en una instalación de E.S.T. estos componentes básicos:
A) Captación. Tubos de vacío
B) Circulación. Natural o forzada
C) Acumulación: en caso de uso para agua caliente sanitaria (ACS)
D) Cuerpos calefactores: para climatización (de ambientes)
E) Intercambiadores: solo en casos de instalaciones más complejas con 2 o más circuitos diferenciados (por razones de presión de trabajo o uso de fluidos anticongelantes).
En nuestra zona bioclimática (III a) y en otras de clima templado o cálido, el uso del agua como fluído calo-portador es adecuado, pudiendo prescindir del uso de líquidos anticongelantes evitando 
así las complejidades que ello implica (uso de sistemas de varios circuitos con intercambiadores de calor).
Como arquitectos es importante conocer las condicionantes constructivas, económicas y humanas para ponderar qué elementos o “cuerpos calefactores” se adecúan mejor a nuestro proyecto como también a qué sistemas de apoyo vamos a recurrir, para cubrir la demanda de las horas sin radiación solar (durante la noche, en días de lluvia).
· Radiadores: su uso es muy frecuente en climatización asociados a sistemas con calderas a gas. Su temperatura de trabajo (en torno a 80º) es muy superior a la que es capaz de entregar un sistema de E.S.T. que, en condiciones de circulación permanente, es de casi la mitad; lo que hace imprescindible el uso de una caldera convencional como apoyo para alcanzar cubrir ese salto térmico. Con esta condicionante la ecuación costo/beneficio de la inversión inicial, se ve afectada por una disminución del ahorro de energía (pudiendo llegar en torno al 40% como máximo).
· La losa o “piso radiante” es la mejor opción para un sistema de climatización por E.S.T. debido a que su temperatura de trabajo es compatible con la que la que los colectores solares “entregan” (entre 35/ 45º). No obstante es inevitable considerar, además de su costo inicial, que esta opción resulta más viable de implementar en una construcción de “obra nueva”, que en un edificio ya construido.
· Zócalo Radiante: Es un calefactor lineal compuesto por tubos conductores de fluido, ubicados a nivel de zócalo que al igual que los radiadores, funcionan por radiación y también por convección aunque, resulta mucho más versátil y posible de implementar aún en edificios ya construidos; dado que ocupa poco espacio y su instalación se realiza casi 100% por vía seca sin necesidad de empotrar tuberías a los muros. Debido a que su superficie de contacto con el aire es menor que el ejemplo anterior, su rendimiento es inferior también; aunque con una adecuado dimensionamiento, una buena aislación térmica en los muros y/o un sistema de apoyo correcto, podemos lograr un grado de confort aceptable con un alto nivel de ahorro energético.
· Convectores: Para minimizar más la complejidad de la instalación o por cuestiones de espacio (metros lineales insuficientes de zócalo), no fuera posible recurrir a la alternativa anterior; podríamos optar por el uso de convectores, que son cuerpos compuestos por una serpentina por donde pasa el agua caliente (o fluido calo-portador) y un sistema ventilación forzada (eléctrico) que impulsa el aire hacia el interior de la vivienda. Al igual que el ejemplo anterior (y a diferencia de la losa radiante), el grado de inercia térmica es prácticamente nulo. Es decir que cuando el colector solar no sea capaz de entregar una temperatura adecuada a nuestro confort (horas de la noche), deberemos recurrir casi inmediatamente al uso del sistema de apoyo.
A) Sistema de apoyo: la disponibilidad de un sistema existente en la vivienda (como una caldera de gas), las posibilidades de acceso a la energía (gas, electricidad etc.), el uso del edificio (vivienda, oficinas etc.), la eficiencia energética del edificio (aislación térmica de la envolvente); son las variables a tener en cuenta para elegir el sistema de apoyo para una instalación solar, para cubrir la demanda durante las horas “sin sol”.
Algunas experimentadas empresas recomiendan (dependiendo del tamaño de la instalación) desde el uso desde pequeños termotanques eléctricos hasta sistemas de aire acondicionado frío-calor, brindándonos este último una posibilidad relativamente eficiente de acondicionamiento para verano también; teniendo en cuenta que la diferencia en el precio de estos últimos equipos respecto a otros solo para refrigeración, es poco significativa.
De esta manera logramos un ahorro energético considerable, teniendo en cuenta que la vivienda ya se encuentra a niveles aceptables de temperatura, logradas durante el día mediante energía solar.
B) Eficiencia Energética: Como profesionales del diseño deberíamos comenzar desde la etapa del proyecto, pero ponderando el período comprendido durante toda vida útil del edificio: minimizando las pérdidas de carga a través de las envolventes, recurriendo, a una buena orientación; adecuada relación entre superficies opacas y translúcidas, correcta aislación térmica en muros, techos y suelos; así como optimas protecciones de las aberturas y otros vanos.
Link de interés
Arq. Gastón Alejandro González. Docente de la UNC, técnico en sistemas de energía solar. gastongonz@gmail.com
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