Ingenieria Libre
Ambiente y desarollo.

Ahorro de energía

Ahorrar energía es más barato que generarla: “Negavatios” cuestan menos que Megavatios! En los países del norte, la mayoría de la energía utilizada en las casas es para calefacción (61% en Gran Bretaña), seguida por el agua caliente. Los países cálidos no tienen que gastar en calefacción, pero pueden llegar a utilizar la misma energía para el enfriamiento. Peor aún, mientras que los aparatos de calefacción pueden ser tan simples como una estufa de madera, sin embargo la refrigeración requiere equipos de aire acondicionado costosos y complejos que tienen que ser importados. [Switch to English]

Sin embargo, es posible construir casas en los países del norte, que no requieren calefacción: son calentadas por el sol, por el calor del cuerpo de los ocupantes y por el calor liberado por la iluminación, la cocina etc., y permanecen calientes gracias al excelente aislamiento. Del mismo modo se pueden construir casas para permanecer frescos en los países cálidos.

Esta página, considera formas de ahorrar energía:

Organizándonos para Ahorrar Energía

Si bien hay muchas cosas que una sola persona puede hacer para ahorrar energía, es mucho más efectivo si participa un grupo más amplio. En el trabajo se puede establecer un Comité de Medio Ambiente: el comité necesita acceso a la gestión responsable del lugar de trabajo y también tiene que ser capaz de convencer a la gente a participar individualmente, por ejemplo, en apagar luces. Las empresas frecuentemente dan la bienvenida a comités de medio ambiente, ya que además de beneficiar el medio ambiente, también pueden ahorrar dinero. En el Reino Unido hay un movimiento de Eco Escuelas: escuelas participan mediante la creación de un Consejo Ambiental de alumnos, profesores y padres, que luego decide las medidas que tomará la escuela. Una vez que se haya creado un Comité de Medio Ambiente, su primera tarea es averiguar cuánta energía se utiliza actualmente y para qué se utiliza. Con estas cifras se planifica cómo hacer ahorros. En algunos países el asesoramiento y asistencia gratuita está disponible para ambas tareas (véase la sección siguiente).

En el Reino Unido hay un movimiento de Eco Escuelas: escuelas participan mediante la creación de un Consejo Ambiental de alumnos, profesores y padres, que luego decide las medidas que tomará la escuela.

Una vez que se haya creado un Comité de Medio Ambiente, su primera tarea es averiguar cuánta energía se utiliza actualmente y para qué se utiliza. Con estas cifras se planifica cómo hacer ahorros. En algunos países el asesoramiento y asistencia gratuita está disponible para ambas tareas (véase la sección siguiente).

Obteniendo Asesoramiento sobre Energía

Hoy día muchos países tienen organizaciones dedicadas a ofrecer asesoramiento energético, por lo general, directamente o indirectamente financiadas por el gobierno. En el Reino Unido hay dos grandes organizaciones nacionales:

Además, los ayuntamientos locales están ofreciendo consejos sobre energía, al igual que muchas organizaciones independientes y caridades, y las empresas de energía (gas y electricidad). Las organizaciones ecologistas como Amigos de la Tierra y Greenpeace también ofrecen consejos sobre energía.

Arquitectura

Arquitectos pueden ahorrar energía por menos dinero de lo que cuesta a los ingenieros generarla! Ellos pueden diseñar edificios que requieren menos energía para enfriar o calentar, y pueden utilizar métodos de construcción que requieren menos insumos energéticos. Un edificio que se mantiene fresco naturalmente, ahorra energía año tras año de forma gratuita, sin costosas facturas de mantenimiento para aire acondicionado.

(1) Casa en Nicaragua con gruesos muros, pocos ventanas, techos altos y de paja. (2) Calles estrechas, paredes blancas, ventanas y persianas en España. (3) Casa cueva en Granada, España.

Aire Acondicionado

¿Cuánta energía usan los equipos de aire acondicionado y cual es el costo?

Los equipos de aire acondicionado se caracterizan por el número de unidades térmicas británicas (“British Thermal Units” - BTU) que pueden eliminar por hora. También se habla de 'tonelada': un equipo de una tonelada saca en un día el calor necesario para descongelar una tonelada de hielo (12.000 BTU equivale a una tonelada). La Calificación de eficiencia energética (“Energy-Efficiency Rating” o EER) se calcula dividiendo el BTU por hora por el número de vatios consumidos por el aire acondicionador. Un número alto significa una mejor eficiencia. Todos los equipos de aire acondicionado que se fabrican hoy en día deben tener una etiqueta (“Energy Guide Label”) indicando su consumo y eficiencia, visible en alguna parte de la máquina. Un acondicionador de aire con un mayor EER puede ser más caro pero puede ahorrar dinero a largo plazo, ya que consume menos electricidad. Aparatos de aire acondicionado para habitaciones, construidos después del 1 de enero de 1990, han sido objeto de la aplicación de normas nacionales de un 8.0 EER. Cuanto más caliente es el clima donde está situada la casa, mayor es el EER recomendado. Así, los propietarios que viven en hogares en climas calientes deben tratar de comprar acondicionadores de aire con al menos un 10,0 EER.

En los EE.UU se dice que un típico equipo de aire acondicionado para el hogar es en el rango 5500 a 14,000 BTU por hora, y en el Reino Unido se aconseja un mínimo de 9.000 BTU para enfriar un pequeño dormitorio. Supongo se utilizan equipos más potentes en los países tropicales: así un posible rango para un aire acondicionado doméstico, podría estar en el rango de 800W a 2kW. Luego, podemos estimar un rango para el consumo diario de energía:

En comparación, en mi casa en Reino Unido he medido el consumo de varios electrodomésticos:

Frigorífico-congelador grande (unidades más modernas usan menos, hasta la mitad):1.7 kWh por día
Hervidor Eléctrico (muchas tazas de té!):0.3 kWh por día
Luz eléctrica (todas las bombillas son fluorescentes de bajo consumo):0.35 kWh por día
Consumo total de electricidad por la casa (Nota: la calefacción, el agua caliente y la cocina, son de gas):4.8 kWh por día

Vamos a considerar cuánto va a costar tener aire acondicionado en una sala de su hogar. Supongamos que una casa tiene 50 años de vida:

Estas estimaciones podrían ser mejoradas a través de obtener algunos datos sobre el consumo de acondicionadores en casas típicas en su país. Pero son suficientes para demostrar que vale la pena invertir una buena cantidad de dinero para reducir o eliminar la necesidad de aire acondicionado.

Ahora vamos a considerar cómo esto podría afectar el consumo nacional de electricidad, tomando como ejemplo Nicaragua. El consumo anual de electricidad fue de 2.929 millones de kWh en 2006. Población es 5.8m, por lo que hay probablemente más de 1 millón de hogares. Si 1 millón de casas utilizaran un acondicionador de aire, se consumirían anualmente entre:

Parece que los acondicionadores de aire domésticos podrían por si solo, aumentar la demanda de electricidad hasta varias veces más que lo que es ahora. Un mayor uso de acondicionadores de aire en oficinas, tiendas, hoteles, etc. aumentaría aún más la demanda.

¿Podrían llegar a ser mucho más eficientes los acondicionadores de aire, como han hecho los frigoríficos? Frigoríficos y acondicionadores de aire son similares en el sentido que ambos tienen una caja y una bomba de calor que bombea el calor desde el interior de la caja hacia afuera de la caja, a la misma velocidad con que el calor vuelve a entrar a través de las paredes. Sin embargo, fabricantes de frigoríficos pueden reducir la cantidad de energía utilizada a través de mejorar el aislamiento de la caja. Desafortunadamente, los fabricantes de aire acondicionado no pueden hacer lo mismo, porque la caja no está hecha por ellos, sino es la habitación en que el equipo está instalado. Por lo tanto, aire acondicionado de bajo consumo es sólo es posible solamente en los edificios de bajo consumo de energía (es decir, bien aislados, etc.).

Edificios Naturalmente Enfriados

Edificios modernos, naturalmente enfriados, no parecen ser muy comunes - a veces parece que la práctica en la construcción de muchas oficinas y casas en los países cálidos es "construir un horno solar y después instalar un sistema de aire acondicionado". Casas tradicionales en los países cálidos estaban adaptadas al calor, como puede verse en algunas de las imágenes en esta página. Por lo general, tienen características como:

Calles estrechas evitan que el sol caiga en las paredes de las casas, y ademas proveen sombra para los peatones. Probablemente en países donde hay un riesgo de terremotos, algunas de estas técnicas no son adecuadas o requerirían adaptación.

En esta sección he intentado suministrar algunos enlaces a fuentes de información sobre edificios naturalmente enfriados, pero no puedo verificar la eficacia de las técnicas de construcción que se describen. Investigación y experimentación es necesaria para encontrar buenos diseños que funcionen en las condiciones locales.

(1) y (2) Diseños para enfriamiento pasivo.

Para obtener más información acerca de edificios naturalmente enfriados, búsca términos en Español como: enfriamiento natural, energía solar pasiva, enfriamiento pasivo, edificio verde, casa ecológica; o en Inglés como: natural cooling, passive solar, passive cooling, green building, eco house. Estas paginas Web tienen una gran cantidad de información y detalles generales de diseños:

1) Arizona Solar Centre - Natural Cooling (Centro Solar de Arizona - Enfriamiento Natural)

"Técnicas de enfriamiento pasivo pueden ser utilizadas para reducir y, en algunos casos eliminar, la necesidad de aire acondicionado mecánico en las zonas donde el enfriamiento es el problema dominante. Los dueños de casas y los constructores deberían considerar el costo y la eficacia energética de estas opciones. En esta sección hay reglas de oro y una explicación de los elementos esenciales de los sistemas de enfriamiento pasivo."

2) Build It Solar - Passive Cooling - Una buena lista de enlaces a paginas Web sobre técnicas de enfriamiento pasivo y activo.

Sistemas de enfriamiento pasivo aprovechan la masa térmica de la Tierra. La superficie de la Tierra hasta una profundidad de un poco mas de un metro se calienta y se enfría como respuesta a las condiciones meteorológicas. Sin embargo, a una profundidad mayor de 1.3 metros, la temperatura es más constante (alrededor de 14 grados C, o 58F). Aquí, la tierra puede ser usada para enfriar y estabilizar la temperatura, si la casa está adecuadamente diseñada. See: Earthship cooling . Véase: Earthship cooling (Enfriamiento de Naves-de-Tierra. Sería interesante comprobar si esta cifra (14 C) es correcta en países tropicales.

Bibliografía sobre el enfriamiento pasivo solar, puede encontrarse aquí: www.architect.org:

También interesante:

Algunos otros enlaces de interés para enfriamiento natural son los siguientes:

Edificios Verdes de Baja Energía

Aparte de calefacción y enfriamiento, hay interés en todo el efecto medioambiental de los edificios.

'Edificios Verdes' son edificios que albergan todos los aspectos de la utilización de la energía y el impacto ambiental es considerado. Por ejemplo, se usa cantidades sustanciales de energía en la construcción de edificios, especialmente en la cocción de ladrillos y hormigón. Los arquitectos han experimentado con materiales alternativos que requieren menos energía y pueden tener otros beneficios, como de bajo coste o buenas características térmicas.

Consumo de Agua y Aguas Negras: El suministro de agua potable por tubería implica gastos grandes de energía de parte de la compañía de agua, y ademas el agua es un recurso escaso en muchos países. Edificios pueden capturar y guardar el agua de las lluvias para uso en los inodoros, en riego del jardín, etc.

'Earthships' (Naves-de-Tierra)' están en la vanguardia de edificios verdes, construidos con residuos de neumáticos y otros materiales reciclados. Utilizan los sistemas naturales del planeta para proporcionar todos sus servicios - utilizando la energía del sol y la lluvia para proporcionar calor, electricidad y agua. Se trata de edificios que se calientan y enfrían a sí mismos, cosechan su propio agua y utilizan plantas para tratar sus aguas residuales. Generalmente son edificios experimentales, pero demuestran tecnologías que podrían ser aplicados más ampliamente. Véase: Nave de Tierra en Brighton, Reino Unido, www.earthship.net, wikipedia: nave de tierra.

(1) Nave de Tierra en Brighton, Reino Unido. (2)Concepto de enfriamiento usado por los naves de tierra [Nota: 58F = 14.4 grados Celsius].

El centro ambienta CAT tiene un catálogo en línea con un gran número de libros sobre construcción de edificios verdes ('Green Buildings'). A pesar de que estos libros tratan en su mayoría de mantener calor en lugar del frescor, varias técnicas de construcción inusuales están descritas (tierra apisonada, bala de paja, etc.) que pueden ser de interés en el desarrollo de edificios naturalmente enfriados.

Electrodomésticos

Es posible ahorrar una gran cantidad de electricidad mediante cambios en el uso de equipos, y la compra de modelos más eficientes. Calentando o enfriando utiliza mucha energía, por lo que cualquier aparato eléctrico que produce calor o tiene otro propósito pero se calienta en uso, está consumiendo bastante electricidad. En países fríos, al menos el calor producido por electrodomésticos ineficientes ayuda a calentar la casa en el invierno, pero en un país cálido este calor no sirve para nada, y peor aun, si la casa o oficina tiene un aire acondicionador, consumirá más electricidad para bombear el calor afuera.

Iluminación

Iluminación: Reemplazar viejas bombillas tradicionales (incandescentes) con bombillas LED (de bajo consumo) que utilizan 5 veces menos electricidad. Adoptar medidas para evitar que las luces permanecen encendidas sin necesidad.

Televisores, DVDs ... Cualquier cosa con un remoto

Televisores, vídeos, DVDs, HiFis y otros equipos que pueden entrar en modo de espera (es decir, que se puede activar o desactivar desde un mando a distancia): todos estos utilizan electricidad excepto cuando están completamente apagado (mediante un interruptor en el aparato). Si bien las cantidades son pequeñas (4W a 10W), son continuos y acumulativos. Algunas aparatos no tienen siquiera un interruptor 'OFF' para apagarse y tienen que ser apagados en la toma de pared o desconectados para evitar que consuman electricidad. Si esto es inconveniente, considere la posibilidad de comprar un cable de extensión con varias tomas controladas por un interruptor.

Frigoríficos

Frigoríficos modernos de bajo consumo energético, usan mucho menos electricidad que los modelos más antiguos (45% a 80% menos). Asegúrese de que el aire circula fácilmente entre las rejillas de la nevera (atrás del equipo) y quite el polvo de las rejillas de vez en cuando (un ahorro de 15%). Ajuste el termostato si el refrigerador está más frío de lo que es necesario - subir un grado la temperatura del termostato de la nevera baja el consumo un 5%.

Ordenadores

Computadoras consumen una cantidad significativa de electricidad y están encendidas durante periodos prolongados. Al comprar, elige un modelo de bajo consumo de energía, pantallas planas utilizan menos que los CRT, y ordenadores portátiles utilizan menos que los normales de escritorio. Activa en las computadoras que ya tienes, el modo de espera – así, después de quedar inactivo durante un tiempo, entrarán en el modo de espera (baja potencia) o incluso si lo deseas en hibernación (apagado, pero con su estado salvado para que vuelva a arrancar donde estaba). Apagarlas completamente al final del día. El modo de espera ('Standby') ahorra mucha energía: un ordenador con su monitor que normalmente consuma 120W puede consumir sólo 6W en modo de espera. En Windows, los controles del modo de espera y de hibernación, están donde los controles de salvapantallas; en Linux, pruebe Preferencias -> Gestión de energía. Hay una explicación muy completa de los ahorros de energía posibles a través de activar el modo de espera o hibernación de tu PC, aquí: Tufts Office of Sustainability. – véase el mapa de su pagina web.

Airconditioning

Aire acondicionado consume una gran cantidad de electricidad - un aire acondicionador podría utilizar desde 5 hasta 25 kWh por día! Véase Aire Acondicionado en la sección de Arquitectura.

Lavadoras y Secadoras

Lavadoras tienen datos sobre su impacto en el medio ambiente en términos de cuánta electricidad y agua consumen. Algunas máquinas calientan (con electricidad) su propia agua, pero otras tienen conexiones para ambos agua caliente y fría, lo que puede ser mejor si usted tiene un suministro de agua caliente de una fuente más respetuosa con el medio ambiente, tales como un calentador de agua solar. Secadoras de aire caliente utilizan mucha electricidad. Lavadoras y secadoras no son comunes en los países en desarrollo, pero encontré un caso de una lavandería en un hospital situado en un país africano, donde había lavadoras y secadoras suministradas con electricidad por generadores diesel, consumiendo petróleo importado. El uso de energía solar para calentar el agua para abastecer las lavadoras, y colgando la ropa en un tendedero, habría ahorrado mucha energía.

Hervidores Eléctricos y Estufas

Al hervir agua (por ejemplo, para un café), utilice solamente el agua necesario (pero al mínimo, el agua debe cubrir el elemento eléctrico del hervidor). Sin medir la cantidad, es fácil equivocarse y utilizar más agua de la necesaria. Tapar las cacerolas al cocinar, o si sea posible, utilice una olla a presión.

Posibles ahorros de energía son:

Cuatro bombillas de 60W usadas 6 horas por día, sustituido por bombillas compactas fluorescentes: (60-12)x6288 Wh per day
TV, DVD, HiFi apagados durante 20 horas del día en lugar de estar encendidas en el modo de espera: (4 +4 +4) x 20240 Wh per day
Antiguo frigorífico reemplazado con un frigorífico moderno y eficiente: 45 - 80%800 Wh por día
Hervidor Eléctrico o Estufa – midiendo solamente el agua que necesitas para hacer té o café.150 Wh por día
Ahorro total de electricidad: 1478 Wh (o aproximadamente 1,5 kWh)1.5 kWh por día
Ahorro total de costo (@ $0.10 /kWh): 1.5 x 365 x 0.10 =$55 por año

Enlaces sobre Ahorro de Energía