En el post anterior sobre los equipos bitérmicos, afirmaba que una de las formas más ineficientes para calentar el agua es recurrir al efecto Joule. Por los comentarios recibidos, tengo claro que vale la pena profundizar un poco más y explicar mejor esta afirmación. Agradezco muy sinceramente estos comentarios ya que, además, me ofrecen la posibilidad de escribir este pequeño artículo (deuda personal largamente aplazada).

Para calcular la eficiencia energética de un determinado servicio (pongamos por caso, calentar el agua) hay que analizar el ciclo de vida completo de todo el proceso involucrado. Éste empieza en la Naturaleza donde se encuentran las fuentes primarias de energía, tanto las agotables como las renovables; sigue con la transformación en energías intermedias -principalmente electricidad y combustibles- que pueden convertirse en energía final (calor) capaces de satisfacer las necesidades que originaron todo el proceso (calentar el agua), para terminar finalmente también en la Naturaleza, en algún nivel de degradación térmica.

En este análisis compararé tres procesos alternativos para calentar el agua:

• Calentador eléctrico por efecto Joule (resistencias eléctricas)
• Caldera de un gas combustible (butano, propano o gas natural)
• Instalación solar térmica

Me ha servido de mucho el excelente libro de Valeriano Ruiz, El reto energético, cuya lectura os recomiendo.

Calentador eléctrico

En el momento actual, cualquier cantidad de electricidad que se consuma en una vivienda, hotel, oficina o en una industria de cualquier parte de este mundo donde vivimos, se ha generado en una instalación muy grande, de acuerdo con el sistema centralizado en el que estamos inmersos.

El proceso se inicia en una mina de carbón o de uranio, en un yacimiento de gas natural o en uno de petróleo, normalmente muy lejos -a miles de km- de la instalación de transformación. Ya desde ese momento se producen pérdidas y escapes inevitables con resultado en la degradación del medio ambiente.

El siguiente paso es el transporte de esas sustancias energéticas -sólidas, líquidas o gases- a las grandes centrales de transformación. Es bien sabido que este transporte también origina fuertes impactos en el medio ambiente (naufragios, fugas en oleoductos, etc.)

Una vez en la central de transformación, se genera la electricidad con unas interacciones ambientales inevitables, llegando a ceder al ambiente hasta 2/3 partes de la energía primaria consumida (¡casi el doble de la energía eléctrica obtenida!). Por supuesto, en el caso del carbón, petróleo y gas natural, las combustiones que se producen en las centrales térmicas envían a la atmósfera toneladas ingentes de CO2 y otros gases contaminantes. En el caso de las centrales nucleares hay otros riesgos que todos conocemos.

Una vez tenemos la electricidad, que es lo que queríamos, debe ser transportada a los lugares de consumo, que suelen estar bastante alejados y dispersos en el territorio. Durante este transporte, y a pesar de que se sube la tensión para evitarlo, también se producen pérdidas de energía que se pueden cifrar en un valor medio del 10%, amén del impacto visual y la pérdida de biodiversidad (accidentes de las aves).

Finalmente, y una vez reducido el voltaje en las denostadas estaciones de transformación, llega a nuestros hogares, oficinas, hospitales e industrias donde se consume en los equipamientos eléctricos que se utilizan para calentar el agua (termos, lavadoras, lavavajillas, etc.). El rendimiento total de este proceso no pasa del 5%.

En un termo se mantiene el agua caliente entre 50 y 60 grados por medio de una resistencia conectada a un termostato. En el caso de las lavadoras y lavavajillas, se trata de un calentador instantáneo (resistencia de mucha potencia) que requiere disponer de una gran cantidad de energía a consumir en un período de tiempo relativamente corto y en el momento en el que al usuario se le ocurra, lo que puede contribuir a la inestabilidad del sistema eléctrico (por ejemplo, cortes de luz).

Caldera de gas

Es el caso más frecuente y se trata de algo más razonable. El procedimiento consiste en una pequeña caldera alimentada energéticamente por un gas combustible, que produce calor y que se transmite al agua con rendimientos no muy altos, pero algo superiores al caso anterior, y desde luego, con niveles de contaminación asociados también elevados, pero mucho menores que con una resistencia eléctrica. Muchos de los peligros y pérdidas producidos en la transformación de la energía primaria a intermedia, también están presentes aquí. Por otro lado, aunque no se produce gasto mientras el servicio no se necesita, ya que se trata de energía almacenada, el suministrador del combustible sí cobra una cuota por la disponibilidad del servicio.

Instalación solar térmica

Se trata de la fórmula más correcta y racional, aunque pueda parecer, en principio, la más cara ya que el coste inicial es más elevado. El proceso energético es bien sencillo: el agua se calienta en un captador solar térmico directamente a partir de la radiación solar (energía primaria) y se almacena como energía interna del agua, en un depósito aislado térmicamente similar al del calentador eléctrico, pero de mayor tamaño y mejor aislado. La instalación solar se complementa con un sistema auxiliar de apoyo, generalmente una caldera de gas natural o de biomasa, que asegura el abastecimiento cuando crece la demanda o cuando el cielo está cubierto durante varios días.

Entre otras diferencias en las tres formas de calentar el agua, está en que en el último caso se ha evitado una transformación energética -de energía primaria a intermedia- y los correspondientes transportes, pérdidas y emisiones de gases de efecto invernadero.

Por último (pero no menos importante), obtenemos el efecto deseado en el mismo lugar en el que se produce la necesidad, lo que no deja de ser un primer paso hacia un modelo energético descentralizado. El único modelo energético sostenible.

sunshine (sunshine@ison21.es) publicó este post el Domingo, 13 enero 2008 a las 2:24 pm. Desde entonces ya ha tenido 3.277 lecturas. Está archivado con las siguientes etiquetas: agua, ahorro, eficiencia energética, solar térmica. Puedes seguir los comentarios de esta entrada en RSS 2.0. También puedes hacer un comentario, o enviarnos un trackback desde tu blog.
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