Todo sobre energía ¿Por
qué contaminan los combustibles? ¿Cómo
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quedaremos sin gas natural? ¿Podemos
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      ¿Cómo contamino menos en calefacción?
      ¿Son peligrosas las antenas de telefonía celular?

Probablemente, uno de los consumos de energía más importantes en una casa normal sea el consumo en calefacción. Por lo mismo, buscar e implementar formas ambientalmente amigables de calefacionar es una forma de colaborar con el medio ambiente que no deberíamos pasar por alto.

¿Qué efectos provocan los sistemas de calefacción en el medio ambiente?

Depende del tipo de calefacción.

En un calefactor a combustión, es común que se emitan sustancias tóxicas, producto de la quema incompleta del combustible, las cuales pueden permanecer en el aire desde unos pocos días hasta algunos meses antes de neutralizarse. Si el combustible es fósil (como el kerosene o el gas natural), se producirá además la acumulación de CO2 en la atmósfera y el consiguiente efecto invernadero. En el caso de fuentes renovables de combustible, como la leña proveniente de plantaciones, no se contribuirá a agravar el efecto invernadero, pero es probable que se generen más sustancias tóxicas.

En un calefactor eléctrico, el impacto ambiental se trasladará a la central que provee la energía. Si la central es hidroeléctrica, el impacto ambiental consistirá en la inundación de un terreno y la alteración del curso de un río. Si la central es térmica, se contribuirá con el efecto invernadero y se producirá algún nivel de sustancias tóxicas.

¿Es cierto que los calefactores eléctricos son los más eficientes?

Se trata de una verdad a medias. Se suele decir que un calefactor eléctrico típico es eficiente porque transforma el 100% de la electricidad proveniente del enchufe en calor. Sin embargo, la electricidad se obtiene, a su vez, a partir de otra fuente de energía como el gas natural, el carbón o el petróleo. A modo de ejemplo, si quemamos gas natural en una central de ciclo combinado, sólo alrededor del 55% del calor se transformará en electricidad. Si luego usamos esa electricidad en calefaccionar con una estufa típica, convertiremos el 100% de la electricidad en calor, pero estaremos aprovechando sólo el 55% del calor que aporta el gas. Si ese mismo gas lo quemamos en una estufa a gas con chimenea, entre el 60% y el 80% del calor aportado por el gas terminará en nuestra habitación. Así las cosas, una estufa a combustión resulta ser más eficiente y genera un menor efecto invernadero que una estufa eléctrica típica alimentada desde una central térmica que emplea el mismo combustible.

¿Existe alguna forma más eficiente de usar la electricidad?

Sí, y se conoce como bomba de calor. Se trata de equipos de aire acondicionado capaces de operar al revés, es decir, dirigiendo el aire frío al exterior y el aire caliente a la habitación.

Estos equipos absorben calor del aire exterior y bombean ese calor al espacio habitado. Así, una bomba de calor que consume 1000 watts de electricidad puede fácilmente absorber unos 2000 watts o más del aire exterior y entregar 3000 watts o más de potencia calórica al espacio habitado.

Ahora bien, si la electricidad que alimenta esta bomba de calor proviene de una central de ciclo combinado, ésta necesitará unos 1820 watts de calor proveniente del combustible para generar los 1000 watts de electricidad que necesita dicho artefacto.

En resumen, en la central eléctrica se quemará gas natural, el cual liberará 1820 watts al quemarse. De estos 1820 watts, sólo 1000 serán transformados en electricidad. Sin embargo, la bomba de calor usará estos 1000 watts para bombear calor del ambiente exterior y entregará 3000 watts o más a la habitación. Esto es, alrededor de un 65% más de lo que aporta el gas al quemarse.

¿Podemos alimentar una central de ciclo combinado con el calor de una bomba de calor y así obtener electricidad infinita?

No, ya que una central eléctrica de esas caraterísticas necesita calor a varios cientos de grados celcius para funcionar y una bomba de calor sólo es capaz de calentar el aire a poco más de 20ºC.

¿Hay combustibles que contaminan más que otros?

Sí, aunque la tenología con que se queman influye mucho en la cantidad de sustancias tóxicas que se generan.

Desde el punto de vista del efecto invernadero, los combustibles más inofensivos son los de origen vegetal como el alcohol, el biogas, la leña y su sustituto más cercano, las briquetas y los pellets de aserrín, por tratarse de un recurso renovable.

Luego siguen los hidrocarburos más livianos, que contienen mucho hidrógeno y poco carbono, para finalizar con el carbón que está compuesto casi en su totalidad por carbono.

Así, si ordenamos los combustibles más comunes de menor a mayor aporte al efecto invernadero, tendríamos en primer lugar la leña y demás combustibles de origen vegetal, el gas natural, el gas licuado, la gasolina, el kerosene, el petróleo diesel, petróleos pesados y finalmente el carbón.

Desde el punto de vista de generación de sustancias tóxicas, los combustibles gaseosos suelen ser los más limpios, por su facilidad para quemarse, siguiendo con los líquidos y finalizando con los sólidos.

Sin embargo, la forma en que es quemado un combustible puede influir bastante en la generación de sustancias tóxicas. Así, aunque la leña tiende a emitir más sustancias tóxicas que el kerosene al quemarse, es perfectamente posible que una estufa a kerosene antigua y en mal estado contamine más que una estufa a leña nueva y correctamente operada. Asimismo, existen estufas a leña austríacas que emiten menos del 1% del material particulado que emite una salamandra tradicional.

En otras palabras, existen combustibles que son más difíciles de quemar que otros y por lo mismo tienden a generar más sustancias tóxicas. Sin embargo, la tecnología empleada en la combustión puede influir bastante en la calidad de los gases emitidos.

¿Cuáles serían, entonces, los medios de calefacción menos contaminantes?

Si lo que nos preocupa es el efecto invernadero, lo más inocuo será usar biocombustibles como la leña o el biogas, siguiendo con las bombas de calor, estufas a gas natural, a gas licuado, a kerosene y finalizando con el carbón mineral. En cuanto a las estufas eléctricas típicas, si son alimentadas desde una central de ciclo combinado, contribuirán al efecto invernadero de manera similar a una estufa a kerosene con evacuación de gases al exterior.

Si lo que nos preocupa es la generación de sustancias tóxicas, lo más inocuo será usar bombas de calor y estufas eléctricas, seguido por las estufas a gas y finalizando con las estufas a kerosene y leña.

Ahora bien, si lo que nos preocupa es el costo de operación, los medios de calefacción más económicos serán los calefactores a leña de combustión lenta y las bombas de calor, seguido por las estufas a kerosene, las estufas a gas, las salamandras tradicionales, los calefactores eléctricos tradicionalles y, finalemnte el más caro e ineficiente: la chimenea tradicional.

¿Es la elección del calefactor el único factor en que nos debemos fijar?

Definitivamente no. Un buen calefactor nos permite obtener calor con bajo impacto ambiental. Sin embargo, un buen manejo del calor nos permite obtener un ambiente agradable con un bajo consumo de energía y un impacto ambiental aún menor.

Existen algunas recomendaciones básicas que hemos escuchado más de una vez, como calefaccionar sólo los espacios que realmente estamos usando y sellar las rendijas de puertas y ventanas. Aunque estas recomendaciones pueden ser bastante útiles, no son las únicas medidas que podemos tomar. Por otra parte, respecto a la opción de sellar rendijas, es recomendable dejar una que otra ranura sin sellar para permitir cierta renovación del aire interior. Si los vidrios se empañan con frecuencia, es probable que falte ventilación.

En otoño y primavera, puede ayudar bastante ventilar mientras el aire exterior esté más tibio que la casa y mantener cerrado a las horas más frías. Para ello puede ser de utilidad tener un termómetro afuera y otro adentro, ambos ubicados a la sombra y, en lo posible, en un lugar con buena circulación de aire. Ahora bien, si tenemos un sol intenso pero el aire exterior está más frío que la casa, lo más práctico será abrir las cortinas para que entre la radiación, pero mantener las ventanas cerradas para evitar que se escape el aire tibio del interior.

¿De qué otra forma podemos reducir el consumo de calor?

Parte importante del calor generado por las estufas sale al exterior atravesando paredes, ventanas y techos. Por lo tanto, una buena aislación térmica de estos elementos puede ayudar muchísimo.

¿Es muy difícil mejorar la aislación de una casa?

Es algo que se debe ver caso a caso, ya que la solución puede ser sumamente simple o bastante compleja.

Por ejemplo, si se trata de reducir la pérdida de calor por las ventanas, mantener cortinas cerradas puede ayudar bastante. No es imprescindible que sea una tela gruesa; un simple velo que frene la circulación de aire junto al vidrio ayuda bastante. Lo mismo sucede al tener persianas por el lado exterior de la ventana que se cierren todas las noches. Sin embargo, cuando se tiene sol directo, suele convenir mantener abiertas las cortinas y persianas, para permitir el ingreso de la radiación.

Otra forma sumamente efectiva de reducir las pérdidas de calor por las ventanas es instalar doble o incluso triple vidrio, ya que el colchón de aire quieto entre las láminas se comporta como un excelente aislante.

Si se trata de reducir las pérdidas por el cielo, una capa de aislante, como lana mineral, puede ayudar bastante. Su instalación suele ser relativamente simple y de bajo costo cuando se dispone de un entretecho al cual se pueda acceder con facilidad. Ahora bien, si el entretecho es de difícil acceso, cubrir parcialmente el cielo de aislante también ayudará, aunque el ahorro en energía será menor.

Más complejo puede ser mejorar la aislación de las paredes de una casa terminada, ya que se necesitaría desarmar tabiques, o bien, forrar la casa por completo con una capa de aislante y algún tipo de revestimieno.

Un trabajo de este tipo se puede hacer forrando los muros por fuera, con lo que se evita achicar las habitaciones pero se requerirá de un buen revestimiento resistente a la intemperie. También puede hacerse por la cara interior de la pared, lo que nos da la posibilidad de cambiar la estética de las paredes y de instalar nuevos ductos para instalaciones eléctricas, de telefonía y televisión.

En cuanto al suelo, las pérdidas de calor por esta vía suelen ser moderadas. Por lo mismo, es común considerar innecesario aislarlo.

¿Cuánto calor se pierde en una casa?

Pensemos en una casa de ladrillo de 10m x 10m con paredes de 10 cm de espesor ubicada en un lugar sombrío. Imaginemos que la casa tiene un piso y que el 20% de las paredes está cubierto de ventanas sin cortinas. Supongamos también que el entretecho está bastante ventilado y que el cielo no tiene aislación. Supongamos que esta casa se encuentra en Santiago, que está calefacionada con una estufa a kerosene a un costo de unos $60 por Kilowatt-Hora y que en invierno la diferencia promedio de temperatura entre la casa y el exterior es de 12ºC.

Una casa de esas características tendría un consumo energético de alrededor de 9200 watts, a un costo de unos $ 400 000 mensuales.

Si miramos el consumo por componente, tendríamos que por el cielo se pierden unos 4100 watts a un costo de $ 177 000 mensuales.

Por las paredes se perderían alrededor de 3000 watts a un costo de $ 131 000 mensuales.

Por las ventanas se perderían unos 1400 watts, a un costo de unos $ 60 000 y, por último, se perderían menos de 700 watts por el piso, a un costo menor a $ 30 000 mensuales.

¿Qué pasa si invertimos en aislación?

Supongamos que colocamos una capa de lana mineral de 5 cm cubriendo todo el cielo. Esta sola medida reducirá el consumo por el cielo de 4100 watts a menos de 800 watts y rebajaría el costo mensual de calefacción de la casa a unos $ 255 000. Ahora bien, si la capa es de 10 cm, la pérdida de calor por esta vía bajará a unos 440 watts. Así se reduciría el consumo de la casa de alrededor de 9200 watts a unos 5550 watts, equivalentes a aproximadamente $ 240 000 mensuales.

Por otra parte, si debido a la estrechez del entretecho sólo colocamos los 10 cm de aislante en la mitad del cielo, tendremos un consumo global de la casa de unos 7400 watts, equivalentes unos a $ 320 000.

Ya aislamos el cielo con una capa de 10 cm de lana mineral. ¿Qué pasa si además ponemos doble vidrio?

Las pérdidas de calor por las ventanas se reducirán a menos de la mitad y el costo de calefaccionar bajará a unos $ 205 000.

¿Qué ocurre si además forramos las paredes en una capa de 5cm de lana mineral?

La transferencia de calor a través de las paredes disminuiría a unos 630 watts, rebajando el consumo de calor de la vivienda a unos 2300 watts, equivalentes a unos$ 100 000 mensuales.

¿Podemos reducir más el consumo de energía cambiando el sistema de calefacción?

Como veíamos antes, el consumo de energía se puede reducir utilizando una bomba de calor. Aunque existen modelos más eficientes que otros, es perfectamente factible obtener 2300 watts de calor con un equipo que consuma unos 770 watts de electricidad, los cuales pueden ser generados con unos 1400 watts de calor en una central de ciclo combinado.

Si compramos la electricidad a una tarifa de sobreconsumo (lo más probable es que al calefaccionar con electricidad sobrepasemos el límite de invierno) de $ 135/KWH, terminaremos pagando unos $ 75 000 mensuales en calefacción.

¿Qué pasa si calefaccionamos con leña?

El consumo de energía será similar, o tal vez un poco mayor al que tenemos con una estufa a kerosene y la emisión de sustancias tóxicas también será mayor. Sin embargo, si utilizamos leña de plantaciones, se eliminará el aporte al efecto invernadero y el costo de calefacción se reducirá a unos $ 50 000 o $ 60 000 mensuales.

Por Eduardo Jahnke S.
Ingeniero Civil Industrial
Agosto 2007


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