CONCEPTOS BASICOS PARA EL AHORRO ENERGETICO EN INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO Ing. Nestor Quadri La necesidad de hacer frente al déficit energético originado por el incesante aumento del consumo de energía debe ser ampliamente difundido porque es indispensable crear una conciencia colectiva sobre su uso racional. Desde este punto de vista, es necesario fijar los criterios básicos de eficiencia energética en el diseño de los sistemas de aire acondicionado que generalmente constituyen el principal consumidor de energía en los edificios
Generalidades Un sistema de aire acondicionado bien proyectado y ejecutado, orientado hacia el ahorro de energía, debe contar con equipos eficientes, uso de combustibles económicos o fuentes de energía alternativas y a esto debe agregarse una correcta operación, mediante temperaturas, velocidad de distribución de fluidos, tiempos de utilización y sistemas de control óptimos. Por otra parte, la aplicación de un adecuado aislamiento térmico y la mejora en la hermeticidad de los edificios es fundamental, dado que ello implica equipos más pequeños con menor consumo energético durante toda la vida útil. Los proyectos deben realizarse en función de la característica de la instalación y estructurados de manera coherente, debiéndose efectuar un balance energético con un análisis económico para definir la solución más conveniente. Deben fraccionarse la capacidad de los equipamientos a fin de adaptar la producción de aire acondicionado a la demanda de calor del sistema en la magnitud y momento que se produce, con objeto de conseguir en cada instante, el régimen de potencia más cercano al de máximo rendimiento. Para ello, es necesario establecer las distintas tecnologías a emplear ya sea agua fría o expansión directa, los tipos de condensación a agua o aire, etc., considerando el diseño de la instalación para la función a que va a ser utilizada. Debe tenerse en cuenta que instalar equipamientos más eficientes, adoptar aislaciones más eficaces, proyectar edificios que disipen menos energía o proveer instalaciones que recuperen energía, obliga a mayores inversiones económicas que deben retornar con el ahorro que pueda conseguirse, sobre la base del tiempo que se considere necesario establecer como razonable. Existen numerosas tecnologías y medios de aplicación para disminuir el consumo energético, por lo que se deben analizar las características particularidades de cada caso, de modo de aplicar conceptos de diseño en la selección de los sistemas, que permitan obtener menores gastos en la fase de explotación y mantenimiento, pudiéndose considerar para su estudio los siguientes parámetros básicos: • • • •
Disminución de las necesidades de energía Utilización de energías gratuitas Incremento de la eficiencia energética Correcta regulación del sistema
DISMINUCIÓN DE LAS NECESIDADES DE ENERGÍA La forma más clara de ahorrar energía es la de buscar todas aquellas soluciones que limiten en forma temporal o cualitativamente los consumos energéticos del sistema. Es indispensable como primer medida en la fase inicial del proyecto, la adopción de soluciones arquitectónicas que tiendan a la reducción del consumo energético mediante un correcto uso del aislamiento térmico, teniendo en cuenta la radiación solar y una adecuada especificación de aventanamientos para reducir ganancias de calor e infiltraciones, ya que ello implica equipos de aire acondicionado y calefacción más pequeños, con un consumo menor. Los vidrios de las ventanas actúan como una trampa de calor dado que dejan pasar la luz solar y calientan los elementos del ambiente, pero la radiación calórica invisible que estos emiten a su vez no pasa a través del vidrio, por lo cual el calor almacenado no puede escapar denominándose efecto invernadero, de modo que las reflexiones sucesivas de la radiación calórica en las paredes, pisos y mobiliario de un recinto hacen que éste actúe prácticamente como una caja negra que absorbe toda la radiación incidente. Si bien en invierno este efecto invernadero es sumamente beneficioso, no lo es en verano, debiéndose dotar de una buena protección solar a las ventanas. Además, es muy importante analizar la automatización de los circuitos de alumbrado en función de los horarios de uso y de acuerdo a los requerimientos. La utilización de lámparas de alto rendimiento constituye un elemento a considerar, así como también reguladores que permitan reducir automáticamente el nivel de iluminación y el eventual apagado, en función de las reales necesidades. Entre las muchas formas de lograr ahorro energético en instalaciones de aire acondicionado se puede mencionar como la más simple su propio aislamiento térmico y la disminución o aumento de la temperatura de diseño o set-point de los locales según sea invierno o verano respectivamente, que puede suponer un ahorro anual, siempre que ello no implique una reducción substancial de las condiciones de confort. UTILIZACIÓN DE ENERGÍAS GRATUITAS El uso de energías gratuitas constituye un elemento importante para el ahorro energético. Se pueden mencionar como las más interesantes las siguientes: • •
Aprovechamiento del aire exterior (free-cooling) Enfriamiento evaporativo
Free-cooling Una de las formas de reducir el consumo energético es el empleo del sistema economizador denominado free-cooling de aire exterior para aprovechar su baja entalpía cuando las condiciones exteriores son favorables como en verano, para disminuir el uso de los equipos de aire acondicionado.
Fig 1. Esquema de funcionamiento de free-cooling
En el esquema de la figura1 se detalla el procedimiento más usual para llevar a cabo el free-cooling, contando el sistema con un ventilador en la línea de retorno, que puede canalizar dicho aire eliminándolo hacia el exterior, o recirculandolo hacia la unidad de tratamiento de aire. La regulación de la proporción de aire eliminado o recirculado se realiza mediante un juego de persianas en función del grado de apertura o cierre y una tercera persiana en la toma de aire exterior opera sincronizadamente con el aire eliminado al exterior y de esa manera, al aumentar el caudal de aire exterior a medida que la persiana se abre, se va cerrando la del aire recirculado y se abre la del aire expulsado. En la operación del sistema de free-cooling se pueden plantear los siguientes casos: • • •
Temperatura del aire exterior menor que la del aire de impulsión Temperatura del aire exterior mayor que la temperatura del aire de impulsión, pero menor que la del aire de retorno de los locales Temperatura del aire exterior mayor que la temperatura del aire de retorno de los locales.
En el gráfico de la figura 2 se representa el procedimiento descripto anteriormente, considerando una temperatura del aire del local o de retorno de 25ºC y una temperatura mínima de impulsión de 15ºC, estableciéndose el pico de carga del local a las 15 horas.
Fig 2. Gráfico de regulación de un free-cooling
Se observa que durante el intervalo horario AB, la temperatura del aire de impulsión es menor que el de impulsión de modo que el sistema modula las compuertas hasta lograr que la mezcla del aire exterior con el aire recirculado alcance el valor determinado por la curva de temperatura de impulsión, siendo innecesaria la producción de frío, por lo que, el enfriamiento gratuito. En el intervalo BC el aire exterior es mayor que la temperatura de impulsión pero inferior a la temperatura de retorno que es el del local, en ese ínterin el sistema frigorífico debe operar parcialmente para bajar la temperatura del aire exterior que se introduce en un 100% hasta alcanzar la temperatura de impulsión requerido por los locales y cuando la temperatura del aire exterior alcanza a la del local constituye el límite del enfriamiento gratuito. Por último, durante el período CD, donde la temperatura del aire exterior es superior a la temperatura de retorno de los locales, la instalación funciona en forma convencional, para satisfacer las necesidades de ventilación de los locales. Los intervalos DE y EF son similares a los BC y AB. El sistema descripto precedentemente se basa en el control por temperatura del aire exterior, pero en algunos casos es conveniente efectuar lo que se denomina control entálpico.
Fig 3. Esquema en ábaco psicrométrico de regulación del free-coling
En la figura 3 se representa el proceso anteriormente descripto en el ábaco psicrométrico. Si el control del free-cooling es por temperatura, existe una zona comprendida entre la temperatura de bulbo seco del local, la temperatura de bulbo húmedo y la curva de saturación rayada en el gráfico, que demuestra que si bien la temperatura seca del aire exterior es menor que la de retorno o del local y por lo tanto puede absorber calor sensible del mismo, en al misma la entalpía del aire exterior es mayor que la del aire del local, por lo que es contraproducente el ingreso del mismo en el sistema. Por ello, en zonas donde durante un elevado número de días se produce esa circunstancia debe siempre efectuarse un control entálpico del sistema. El mismo consiste en determinar en todo momento los parámetros de temperatura y humedad, integrando automáticamente la entalpía y cantidad de calor del aire exterior y el de retorno de los locales. Alternativas de instalación Es posible muchas variantes de instalación y en la figura 4 se muestran los esquemas de algunas alternativas posibles. En el primer detalle se utiliza un ventilador de impulsión de aire exterior con persiana de descarga al pleno del equipo, descargándose el aire del local por sobrepresión e mediante persianas ubicadas en el mismo.
Fig 4. Esquemas de sistemas free-cooling de aire exterior
En el detalle siguiente se muestra un sistema más sencillo, que consiste en la utilización de solo el ventilador del mismo equipo de aire acondicionado, absorbiendo el aire del pleno de retorno y descargándolo por sobrepresión en el local. Por último, se detalla el caso en que el equipo de aire acondicionado está colocado en el mismo ambiente donde se instala un ventilador de impulsión de aire nuevo directamente al local acondicionado. Los sistemas deben ser automáticos de modo de poder regular la apertura del paso del aire en forma proporcional a las necesidades mediante persianas motorizadas modulantes, comandadas por un controlador con un sensor
exterior e interior. Se destaca que en los ejemplos detallados, podría haberse instalado un ventilador de extracción en reemplazo de la persiana modulante para salida del aire exterior, con una mejor regulación. El mantenimiento de la limpieza de los filtros es muy importante en los sistemas con free-cooling debido a que el caudal circulante de aire exterior es mucho mayor que en los sistemas convencionales. Se debe utilizar un sensor de filtro sucio para la entrada de aire exterior, que en virtud de la diferencia de presión antes y después del mismo, accione una alarma mediante un dispositivo de control y deshabilite el sistema hasta que se limpie o cambie el filtro y se resetee la alarma. En la figura 5 se muestra el detalle de un sistema free-cooling instalado en un equipo autocontenido denominado mochila porque se lo instala colgado directamente sobre una pared, especialmente en shelter o edificios pequeños destinados a suministros de aire acondicionado para locales de telefonía o sala con dispositivos eléctricos, transformadores, etc. ubicados en sitios remotos, siendo de funcionamiento práctico y sencillo, mediante la permutación del circuito de aire.
Fig 5. Detalles de sistema free-cooling en equipo autocontenido tipo mochila
La aplicación de free-cooling mediante el enfriamiento de agua por medio del aire exterior, constituye una variante a considerar en los proyectos de aire acondicionado. Enfriamiento evaporativo El enfriamiento evaporativo es un proceso de transferencia de masa de agua en una corriente de aire por contacto directo, en la que se obtiene el enfriamiento sensible del aire por evaporación del agua. El método es análogo al de un aparato de humectación y al de una torre de enfriamiento y la diferencia es el objetivo final, que es humectar el aire en el humectador y enfriar el agua en la torre, mientras que en este caso es la de enfriar el aire.
El contacto entre los dos fluidos aire y agua puede tener lugar sobre una superficie de gran extensión con el propósito de aumentar el contacto íntimo entre ellas. El proceso de transferencia de calor es adiabática, de modo que se mantiene prácticamente constante la entalpía del aire o lo que es casi lo mismo, su temperatura de bulbo húmedo. Como se observa en la figura 6, el agua se evapora en contacto directo con el aire de suministro, produciendo su enfriamiento y aumentando su contenido de humedad en un proceso de cambio adiabático de calor. El aire suministra el calor al agua produciendo su evaporación, de modo que su temperatura de bulbo seco baja y se incrementa la humedad.
Fig. 6.Detalle esquemático de un sistema evaporativo
De esa manera, el calor intercambiado desde el aire iguala a la cantidad de calor absorbida por la evaporación del agua y el agua se recircula por el aparato, su temperatura se aproxima a la de bulbo húmedo del aire del proceso, tal como se indica en la figura 7.
Fig. 7.Detalle de proceso en el ábaco psicrométrico
Básicamente están compuestos por un elemento de humectación, un ventilador centrífugo y en los sistemas de atomización es necesario disponer de una bomba de circulación con sus correspondientes tuberías y toberas y la característica del medio de humectación de los enfriadores evaporativos fibras de madera aglomerada con el necesario tratamiento químico para incrementar la humectación y prevenir el crecimiento de los microorganismos, los que son montados en marcos de metal o plásticos removibles o de medio rígido conformados por un enjambre de placas corrugadas hechas normalmente de plástico. Para realizar el enfriamiento evaporativo de una instalación de aire acondicionado es necesario que se den en el clima exterior dos requisitos: • •
Elevadas temperatura exteriores de bulbo seco Temperatura de bulbo húmedo relativamente baja
En general para temperaturas exteriores mayores de 35ºC y temperaturas de bulbo húmedo menores de 24ºC, de modo que son de aplicación en climas exteriores cálidos y secos. Como se había mencionado, los sistemas evaporativos directos aunque pueden relativamente disminuir la temperatura del ambiente algunos grados y ventilar, agregan vapor de agua a los ambientes. Su aplicación entonces puede ser para locales industriales, criaderos, grandes espacios de circulación, etc., donde el efecto de humedad no constituya un inconveniente. También existen enfriadores evaporativos indirectos que enfrían por evaporación una superficie de intercambio enfriando el aire en forma sensible manteniendo constante la humedad específica pero con menos eficiencia. Actualmente se fabrican equipos compactos autocontenidos de enfriamiento directo que van desde las prestaciones individuales para los mismos locales a equipos de mayor tamaño para montarse sobre techo o paredes con conductos, similares a los equipos roof-top de aire acondicionado, cuyo montaje es sumamente sencillo. INCREMENTO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Se pueden mencionar las siguientes acciones para lograr ese objetivo: • • • • • • • •
Zonificación de los equipamientos para satisfacer sus necesidades particulares. Adecuada selección de las temperaturas de evaporación y condensación. Empleo de sistemas de distribución de fluidos con motores de velocidad variable. Aplicación de equipos de bomba de calor Sistemas de cogeneración Aprovechamiento del calor de condensación de los equipos de refrigeración o el calor latente de los humos en calderas Recuperación del calor del aire de descarga de ventilación Métodos de acumulación térmica
Es necesario en el diseño efectuar la zonificación y la parcialización adecuada de la capacidad de los equipamientos a fin de adaptar la generación de aire
acondicionado a la demanda de calor del sistema en la magnitud y momento que se produce. Debe recordarse que la eficiencia de las máquinas se reducen a cargas parciales. Las temperaturas de diseño en la evaporación o la condensación son factores muy importantes en la determinación del proyecto desde el punto de vista energético. En efecto, el coeficiente de performance (COP) de los equipos de aire acondicionado aumenta: • •
Aumentando la temperatura de evaporación Disminuyendo la temperatura de condensación
Debe analizarse con detenimiento la temperatura enfriamiento en la distribución de los fluidos y el uso de los sistemas de condensación por agua contraponiendo los menores consumos de operación con los mayores costos de mantenimiento que los de aire, teniendo en cuenta que el agua potable comienza a ser un recurso cada vez menos económico. El uso de métodos de regulación mediante equipos de distribución de fluidos a velocidad variable representa un ahorro importante en el consumo energético con respecto a los de velocidad constante. Tal es el caso de los sistemas de volumen variable en las instalaciones todo aire, la regulación mediante bombas de velocidad variable en los sistemas todo agua o los sistemas de volumen de refrigerante variable. Por otra parte, son recomendables por su mayor eficiencia los sistemas de calefacción por bomba de calor teniendo en cuenta las características de las zonas de emplazamiento y utilización de los equipamientos complementados con la refrigeración, en reemplazo de las resistencias eléctricas. La bomba de calor permite además transferir el calor de una zona a otra del edificio reduciendo el consumo energético. Estos temas son muy importantes y puede llegar a ser determinantes para definir el partido de un proyecto global de aire acondicionado y requieren un análisis muy particularizado. Cogeneración En los casos comunes, la energía térmica, se genera utilizando los combustibles tradicionales en los diversos tipos de equipos y la energía eléctrica normalmente es distribuida por medio de la red pública. Sin embargo, existen alternativas para generar energía térmica y eléctrica en forma conjunta con una mayor eficiencia que la obtenida por los sistemas convencionales. Se puede observar en el esquema comparativo que se muestra en la figura 8 la diferencia de un sistema convencional y cogeneración para satisfacer las necesidades de energía eléctrica y calor, por lo que puede definirse la cogeneración como la técnica empleada para la producción simultánea de
energía, por lo general eléctrica y térmica a partir de una sola fuente de combustible. La idea básica es recuperar la energía calórica disipada como residuo no útil, para su aplicación en diversos usos, como por ejemplo en actividades industriales que requieren electricidad y calor. Si bien las aplicaciones de la cogeneración destinada a calefacción o agua caliente sanitaria se encuentran muy extendidas, debido a que la demanda es estacional no se puede obtener plenamente la potencialidad de cogeneración, puesto que en verano lo que se necesita es agua fría para la climatización. Para ello se emplean máquinas enfriadoras de absorción que pueden ser alimentadas con agua caliente, vapor o directamente por los gases de la combustión en el caso de las turbinas de gas o motores alternativos y que proporcionan refrigeración con un consumo mínimo de energía eléctrica.
Fig. 8. Suministro de energía eléctrica y térmica en un sistema convencional y de cogeneración
En el esquema de la figura 9 se detalla la producción de agua caliente aprovechando el calor disipado por el motor del grupo electrógeno, recuperando en primer lugar el calor residual del aceite y del medio de refrigeración en las camisas del motor mediante intercambiadores de placas y finalmente el calor de los gases de escape a 200 a 250°C, a través de recuperadores de calor convenientemente diseñados. Además mediante una enfriadora de agua a absorción se aprovecha el calor para producir agua fría para refrigeración. El ahorro de energía anual que se consigue instalando un equipo de cogeneración depende de la característica de cada caso, pero en general puede estimarse en alrededor del 20%, lo que permite la amortización del mayor costo de inversión que representa, en pocos años.
Fig. 9 Detalle esquemático de sistema de cogeneración con grupo electrógeno
La operación se hace más efectiva cuando las cargas térmicas y eléctricas se hacen coincidentes cosa que muchas veces no ocurre. Por ello, otra alternativa la constituye directamente el uso de motores a gas como combustible, para accionar los compresores de aire acondicionado donde se obtienen altos rendimientos de la energía primaria además del ahorro adicional por el aprovechamiento del calor extraído del agua de refrigeración del motor y de los gases de escape incrementando el rendimiento de la energía contenida en el combustible. El diseño y fabricación de un equipo de frío por compresión es independiente de cuál sea la fuente de movimiento y la única diferencia radica en si se utiliza un motor a gas natural o uno eléctrico. Los motores de combustión interna utilizados son de ignición por chispa eléctrica mediante bujías proceden de motores de cuatro tiempos a nafta adaptados para la utilización del gas natural como carburante. En general, los motores de pequeña media potencia son de aspiración natural y los de mayor potencia son turboalimentados, es decir, utilizan un compresor de aire movido por una pequeña turbina alimentada por los gases de escape. El control de las cargas parciales se consigue modulando la velocidad del motor y desde el punto de vista de la eficiencia energética, es una ventaja cuando se funciona a carga parcial con respecto a los motores eléctricos de los compresores que generalemente son a velocidad constante.
Otro aspecto a considerar lo constituye el empleo de la recuperación de calor de condensación de los equipos frigoríficos que desprenden en gran cantidad en su funcionamiento el que puede ser empleado convenientemente para el abastecimiento de agua caliente, especialmente para oficinas o establecimientos comerciales. Por otra parte, el aprovechamiento del calor del calor latente de condensación de los productos de la combustión empleando calderas de condensación de alta eficiencia operando a baja temperatura es una aspecto importante a considerar en los proyectos. Recuperación de calor del aire de descarga de ventilación La recuperación del calor aprovechando la capacidad térmica o entalpía del aire interior contaminado que debe eliminarse al exterior cuando se introduce aire nuevo en el proceso de ventilación con objeto de diluir los elementos polucionantes y mantener la calidad del aire interior en los locales es un factor a tener en cuenta para el ahorro energético. Ese calor puede transferirse al aire nuevo que se incorpora, tanto en verano como en invierno, lo que permite reducir la carga de ventilación. De esa manera, se recurre entonces al empleo de recuperadores de calor, para reducir la carga de ventilación. En general las normas europeas recomiendan su instalación cuando el caudal de aire excede de 180 m 3/min. y el diseño del recuperador debe ser de rendimiento superior al 45%, en las condiciones más extremas de diseño.
Fig. 10 Detallle de varios tipos de recuperadores de calor de placas
Los recuperadores aire-aire cuyas variantes se indican en la figura 10 se los conoce también como recuperadores de placas o estáticos donde el intercambio de calor se produce a través de un conjunto de placas de metálicas muy próximas y paralelas, al provocarse dos flujos de aire cruzados que no llegan a mezclarse. Si bien requieren bastante espacio para su instalación, carece de elementos móviles, lo que provoca un mantenimiento mínimo y los rendimientos de recuperación suelen ser muy buenos, situándose entre el 60 y 70%. El recuperador agua-aire indicado en la figura 11, consiste en el empleo de dos baterías intercambiadoras de tubos de cobre con aletas de aluminio, que se instalan en los conductos de extracción y el de entrada de aire respectivamente y se los vincula con una bomba que recircula el agua entre ambas, transfiriendo de esa manera, el calor de una a otra. El rendimiento de estos equipos es de un 40 a 50% y presenta las ventajas de su fácil adaptación al sistema.
Fig.11 Esquema de recuperador agua- aire
Otro tipo empleado es el recuperador por tubo de calor "heat pipe" que está formado por dos baterías construidas por tubos metálicos revestidos interiormente con un material poroso, en los que se les ha hecho vacío y cargado con un líquido refrigerante, el que se separa en dos zonas una fría y otra caliente, tal cual se indica en el detalle de funcionamiento de la figura 12.
Fig. 12 Principio de funcionamiento de los tubos de calor
Fig. 13 Configuración externa de un recuperador de tubos de calor
En la zona caliente, por ejemplo, en contacto en verano con el aire de ventilación que entra al sistema de aire acondicionado, se produce la evaporación del líquido, lo que provoca continuamente vacíos en la estructura porosa que son llenados continuamente por nuevo líquido que proviene de la de la sección donde ese vapor se condensa porque se encuentra en la zona fría, que sería el aire viciado que se expulsa de los locales acondicionados. De ese modo, el tubo puede actuar alternativamente como condensador y evaporador en la que fluido que circula de una a otra extremidad por la diferencia de presiones en la masa porosa. Al colocar varios tubos uno al lado de otro conforman una batería intercambiadora de calor el cual se monta en un marco metálico, que incorpora una separación intermedia que la divide en dos zonas, por donde se hace pasar el aire expulsado y el aire exterior, estableciéndose los flujos a
contracorriente para lograr una mayor eficiencia, tal cual se indica en la figura 13. Tiene la ventaja de su fácil adaptación a un climatizador o en conductos y carece de mantenimiento mecánico y su rendimiento oscila entre el 50 y 60%. Otro tipo son los recuperadores rotativos que están constituidos por un panel circular de material sintético, plástico o aluminio, formando pequeñas celdillas recubiertas por una capa viscosa inorgánica e higroscópica. Cada uno de los flujos de aire atraviesa un semicírculo cediéndole sus propiedades entálpicas al panel, mientras éste gira de forma que la masa acumuladora permeable, capta calor del flujo de aire caliente y al girar, lo cede al flujo de aire frío, como se indica en la figura 14 y el esquema funcional de la figura 15. La eficiencia del recuperador varía con velocidad de rotación, la velocidad frontal del aire y la densidad del material que constituye el rotor captando el calor sensible y la humedad del aire de extracción con un rendimiento que puede llegar al 75%.
Fig. 14 Detalle esquemático de montaje de recuperador rotativo
Fig. 15 Esquema funcional recuperador rotativo
Acumulación de calor El propósito del almacenamiento térmico en sistemas de aire acondicionado consiste en la acumulación de energía en un horario determinado, para utilizarlo a otro diferente, constituyendo lo que se denomina volante térmico Los sistemas de acumulación para refrigeración pueden clasificarse en: • •
Sistemas de calor sensible: Agua fría Sistemas de calor latente: Agua–hielo o Sales hidratadas
En la figura16 se detalla la estrategia operativa para el caso de almacenamiento con agua fría mediante una unidad enfriadora, para satisfacer las cargas de un sistema de aire acondicionado, de acuerdo a lo siguientes:
Fig. 16 Estrategia operativa de un sistema de almacenamiento de frío
Recarga de almacenamiento, El sistema primario carga directamente al almacenamiento, cuando no existen requerimiento o necesidades en el edificio, generalmente de noche. Recarga de almacenamiento y suministro al edificio El sistema primario satisface la carga del edificio y al mismo tiempo, el exceso de capacidad se destina a cargar el almacenamiento, durante las cargas parciales. Suministro directo al edificio El sistema satisface las cargas instantáneas del edificio, como es el caso de no contar con almacenamiento térmico, generalmente en las cargas elevadas. Descarga del almacenamiento y carga de trabajo. El sistema primario funciona a toda su capacidad y simultáneamente recurre a la carga de almacenamiento para compensar el déficit de carga de capacidad del sistema, en el caso de las cargas pico. Descarga del almacenamiento. El almacenamiento suministra todas las cargas requeridas sin el funcionamiento de los equipos primarios. En caso de falta de energía, tareas de mantenimiento, requerimiento de cargas parciales muy pequeñas inferiores a la capacidad mínima de la máquina o recortes de picos de consumo energético.
Las aplicaciones y ventajas de los sistemas de acumulación son las siguientes: Térmicas • • •
Diseño de equipamiento mas pequeño Evitar reciclajes de los equipamientos Mayor seguridad de funcionamiento
Eléctricas • •
Recortes de pico de consumo eléctrico Aprovechamiento de tarifas eléctricas nocturnas
En el aspecto térmico el almacenamiento se puede recortar los picos de demanda de cargas térmicas que se producen durante el día, permitiendo el diseño de equipos de climatización más pequeños, pero funcionando mas horas durante el día. Esta característica permite además de ahorrar en el costo del equipamiento, aumentar el rendimiento de la planta frigorífica porque trabajan a capacidades uniformes al máximo rendimiento, salvando las cargas parciales pequeñas, sin reciclajes y por otra parte, es un método ideal para incrementar la capacidad de un sistema existente de aire acondicionado. Además, se origina una mayor fiabilidad en la generación ya que la energía proviene de dos fuentes, constituidas por un lado, por un sistema dinámico de las plantas enfriadoras y por otro, un sistema estático de los tanques de acumulación. En casos de corte de suministro eléctrico, se cuenta con cierto tiempo de seguridad de mantenimiento de la temperatura ambiente debido a la carga térmica almacenada y se pueden contemplar paradas de la instalación para realizar mantenimientos de emergencia. De esa manera, los sistemas de almacenamiento permiten la eliminación de un grupo electrógeno fijo para los fines de seguridad del servicio de aire acondicionado, estableciendo un tiempo de funcionamiento en caso de corte eléctrico y solo se deben utilizar eventualmente grupos electrógenos móviles si ese tiempo de seguridad de corte es rebasado en caso de extrema necesidad. En cuanto al aspecto eléctrico, durante los períodos fuera de pico, se almacena la energía térmica la que debe estar disponible durante la máxima demanda y en los momentos que se supera el pico de energía eléctrica contratada, se desconecta el equipamiento de aire acondicionado durante el tiempo de autonomía prevista en el diseño del volante térmico. De esa manera, se evita el reajuste de tarifas de las compañías eléctricas con el consiguiente ahorro en los costos energéticos. Por otra parte, teniendo en cuenta que las Compañías proveedoras de electricidad fomentan el uso de la energía eléctrica en horas nocturnas, generalmente se efectúa el almacenamiento térmico durante las horas de la noche, produciendo de esa manera un ahorro en los costos energético.
Almacenamiento con agua fría Es el sistema más simple, donde el agua se almacena en un tanque de acumulación como se muestra en la figura 17 y se enfría fuera de las horas de utilización a la temperatura mas baja posible, mediante el empleo de máquinas enfriadoras de líquido destinadas al acondicionamiento del edificio. El agua tiene un calor específico igual a 1 kcal/kg°C y almacena solo una determinada cantidad de calor sensible en función de la masa de agua y la variación de la temperatura.
Fig. 17 Detalle esquemático de un sistema de acumulación con agua fría
Con la unidad enfriadora funcionando, se envía la suficiente agua fría para satisfacer la carga requerida de refrigeración y el exceso se bombea dentro del fondo del tanque mientras el agua templada se extrae desde la parte superior del tanque para ser llevada al enfriador. Cuando no hay suficiente agua fría desde el enfriador para satisfacer el requerimiento de refrigeración, se extrae agua fría adicional desde el fondo del tanque mientras que el agua templada de retorno se agrega en la parte superior del tanque. Las desventajas del almacenamiento térmico con tanque de agua son los límites en la capacidad por el acotado rango de temperatura del agua, lo que requieren grandes volúmenes y las pérdidas o ganancias de calor en el sistema por transmisión.
Almacenamiento de hielo Estos sistemas se caracterizan por grandes cantidades de almacenamiento térmico a casi temperatura constante porque dependen del calor latente asociado con un cambio de estado físico o también denominado cambio de fase generalmente hielo. Como una alternativa al hielo, el contenedor puede tener una sal eutéctica, que es una mezcla que cambia de estado desde líquido a sólido a una temperatura específica eligiéndose su fórmula para fijar la temperatura de cambio de estado. Otra variante es el uso de cera encapsulada. La acumulación térmica de la energía frigorífica se realiza generalmente en grandes instalaciones mediante bancos de hielo, basados en el calor en el calor latente para cambiar de estado físico de agua a hielo, aprovechando las ventajas del alto calor de fusión del hielo (80kcal/kg), la temperatura de 0ºC para el cambio de fase, con un volumen mucho menor que el almacenamiento con agua. Los tres sistemas mas utilizados de acumulación de hielo con ligeras variantes son los siguientes: • • •
Recolección de hielo De serpentín Cápsulas de hielo
El sistema recolector de hielo consiste de una planta generadora de hielo montada sobre un tanque de almacenamiento construido en sitio que contiene una mezcla de hielo y agua enfriada, como se indica en la figura, compuesto por un recinto de generación que en su interior existen tubos, placas o serpentines recorrido por el refrigerante, a una temperatura de evaporación por debajo de 0ºC. La superficie exterior de los tubos, placas o serpentines sirve de soporte al hielo, producto de la congelación del agua proveniente de un tanque de almacenamiento. Según se observa en la figura 18, el agua enfriada del tanque de almacenamiento es bombeada al servicio del sistema de aire acondicionado para satisfacer las cargas requeridas y el agua que retorna desde el edificio, mas templada, ingresa al recipiente generador de hielo fluyendo sobre el evaporador. Después de un período durante el cual el se produce el hielo en la superficie del evaporador, el ciclo de refrigeración se invierte momentáneamente de manera que la superficie del evaporador se entibia y el hielo cae libremente dentro del tanque de almacenamiento, siendo esta etapa la de recolección del hielo.
Fig. 18 Detalle esquemático de sistema de recolección de hielo
El sistema de serpentín, se utiliza agua con glicol, que circula por un haz de tubos, uniformemente repartidos, montados en espiral que enfría y congela el agua contenida en un depósito de acumulación a presión atmosférica normal, según se observa en la figura 19. La temperatura de la solución de agua-glicol que circula en el interior de los tubos está alternativamente por debajo o por encima del punto de congelación de 0ºC del agua del depósito. Durante la noche, se hace circular el agua-glicol a temperaturas menores de 0ºC por lo que el agua del tanque que rodea los tubos se congela, almacenando así energía frigorífica durante la noche.
Fig. 19 Detalle esquemático de sistema de almacenamiento de hielo con serpentín
Durante el día al no funcionar la máquina frigorífica la temperatura del agua con glicol está por encima del punto de congelación, por lo que el hielo formado a la noche en el tanque que rodea los tubos se funde, liberando la energía frigorífica almacenada. El sistema de cápsulas de hielo consiste en un tanque de almacenamiento esta compuesto por una solución de agua con glicol etílico en la que se encuentran inmersas una cierta cantidad de cápsulas esféricas selladas de plástico flexible de 103 mm de diámetro, que contienen en su interior agua con un punto de congelación 0ºC, que constituyen la acumulación de hielo, como se detalla en la figura 20. El agua con glicol circula alternativamente a una temperatura por debajo o por encima del punto de congelación.
Fig. 20 Esquema simplificado de funcionamiento de acumulación de cápsulas de hielo
De esa manera, mientras el agua con glicol está por debajo del punto de congelación, el agente de almacenamiento contenido en él las cápsulas se congela, almacenándose energía térmica frigorífica. Cuando está por encima, el hielo dentro de los cuerpos de relleno se funde, liberando energía a la solución que alimenta el circuito de utilización. Las paredes de las cápsulas deben ser flexibles para acomodarse al cambio de volumen que ocurre durante el congelamiento. Por ello, en estado líquido tienen forma de esfera, con hoyuelos preformados curvados hacia adentro, que
absorben la expansión de la solución acuosa durante la congelación, cambiando su curvatura hacia afuera y convirtiéndose en esferas Una desventaja de estos sistemas es la pérdida de eficiencia de la unidad de enfriamiento enfriadora. ya que tiene que evaporar a temperaturas por debajo de los 0ºC por lo que el rendimiento frigorífico disminuye en relación con la generación de agua normal a 7ºC. CORRECTA REGULACIÓN DEL SISTEMA Es fundamental disponer de los medios de ajustes necesarios para adaptar los parámetros de funcionamiento de los equipos de modo de lograr una mejora en cuanto a sus condiciones de funcionamiento. Adicionalmente a su optimización, en grandes edificios es conveniente adoptar un sistema de gestión integral que posibilite la operación y regulación, con un programa orientado hacia la reducción del consumo energético, así como una disminución de los costos de mantenimiento, siendo dichos datos útiles para definir las reales necesidades del servicio, correcciones y posibles mejoras al funcionamiento. De esa manera, puede disponerse de un control directo de cada uno de los parámetros de la instalación, proporcionando en tiempo real la información de lo que está pasando en el edificio, para tomar decisiones de ahorro energético, tales como selección de las condiciones interiores de confort, fijación o adecuación de los set-point, pudiéndose agregar el control de la iluminación, bombas de agua, etc., porque si se desean obtener significativos ahorros energéticos es necesario medir y controlar continuamente el funcionamiento de todas las instalaciones.
Publicado Revista Electrogremio Nº 162 - Junio 2003
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR Ing. Nestor Quadri ¿Por qué la energía solar no es todavía ampliamente utilizada ni aún en las aplicaciones en las que ya se ha probado fehacientemente su eficacia? ¿Cuales son las circunstancias que rodean su incipiente desarrollo y los obstáculos que se encuentran para lograr una política energética sustentable?
La disponibilidad de energía en el mundo se ha convertido en un problema crucial, dado que la gran mayoría de los países, tanto los en vías de desarrollo como los industrializados, se ven afectados por las crecientes demandas requeridas para satisfacer sus metas económicas y sociales. A partir de los últimos años, se ha reconocido como inevitable que la oferta de energía debe sufrir una transición desde su actual dependencia de los hidrocarburos hacia aplicaciones energéticas más diversificadas, lo que implica el aprovechamiento de la variedad de fuentes de energía renovables que se disponen. El sol es una fuente inagotable de recursos para el hombre, es limpia, abundante y está disponible en la mayor parte de la superficie terrestre y puede por lo tanto, liberarlo de los problemas ambientales generados por los combustibles convencionales como el petróleo y de otras alternativas energéticas como las centrales nucleares. Sin embargo, a pesar de los avances tecnológicos de las últimas décadas el aprovechamiento de esta opción ha sido insignificante, comparándolo con el consumo global de energía en el mundo. Los problemas técnicos que se plantean para el aprovechamiento de la energía solar son los siguientes: • •
Gran dispersión de la energía solar sobre la superficie de la tierra Carácter incontrolable y variable en el tiempo de la intensidad de radiación solar.
La radiación solar que recibe una superficie horizontal es del orden de 1 kW/m 2 al mediodía, variando según la latitud del lugar, nubosidad, humedad y otros factores, pero su principal problema es su intermitencia y en invierno que es generalmente cuando más se necesita, es menor, de modo que en la mayoría de los casos la disponibilidad no coincide con la demanda. Por ello, se requiere el almacenamiento para un tiempo de autonomía determinado y además, en caso de superarse el mismo, contar como seguridad con el apoyo de sistemas de respaldo o fuentes suplementarias de energía. Por ello, para el aprovechamiento destinado a la aplicación de la energía solar es necesario realizar los siguientes procesos: • •
Captación y concentración de la energía solar Transformación para su utilización
• • •
Almacenamiento para satisfacer uniformemente la demanda con un tiempo de autonomía establecido. Fuente energética suplementaria disponible si se supera el tiempo de autonomía Transporte de la energía almacenada, para su utilización en los puntos de consumo
De esa manera, para lograr una solución técnica que optimice las inversiones a realizar, en cada caso particular es necesario analizar detenidamente cual es el tiempo de autonomía adecuado para la instalación, teniendo en cuenta que cuanto mayor es la capacidad de almacenamiento, menor es el tamaño de las fuentes energéticas de apoyo o eventualmente pueden no ser necesarias. Una de las utilizaciones más desarrollada es en forma de energía térmica para el calentamiento del agua de consumo domiciliario, mediante colectores solares planos que convierten en calor entre un 40% y un 60% de la energía recibida, compuesto por tubos por los que circula el agua. Para conseguir captar el calor solar, todo el conjunto se instala en una caja, con un vidrio transparente en la cara superior para aprovechar el efecto invernadero y un aislamiento en la inferior, para disminuir las pérdidas de energía hacia el exterior, de acuerdo a lo indicado en la figura 1.
Fig. 1 Detalle de colector solar plano
El agua caliente se almacena en un tanque para su utilización domiciliaria, fabricándose diseños de termotanques solares del tipo compacto autocontenido, directamente para montar en forma sencilla en el techo inclinado de un edificio como se consigna en la figura 2, el que cuenta como fuente adicional de apoyo una resistencia eléctrica.
Fig.2 Esquema de funcionamiento de un termotanque solar compacto autocontenido
Otra de las aplicaciones técnicamente más desarrollada y simple es la conversión fotovoltaica de energía solar producida en celdas fotoeléctricas de silicio cristalino, que son capaces de transformar la luz en energía eléctrica, aprovechando entre un 9% y un 14% de la energía del Sol. Si se expone una lamina del cristal de silicio a la acción solar, absorbe fotones de luz con suficiente energía como para provocar un salto de electrones de su posición original hacia la superficie de incidencia y al desplazarse, generan una zona superior con carga negativa (n), provocando a su vez, en la zona inferior que ocupaban la aparición de huecos con cargas positivas (p), tal cual se detalla en el esquema de la figura 3.
Fig 3. Detalle esquemático de una celda fotovoltaica
Si se unen dichas zonas por medio de un conductor utilizando contactos metálicos adheridos a cada una de las caras de la lámina, el desequilibrio
eléctrico origina una pequeña fuerza electromotriz o diferencia de potencial, que hacen circular los electrones para igualar las cargas. Luego las celdas se vinculan eléctricamente conformando los paneles fotovoltaicos que son los elementos que se utilizan para captar la energía solar. como se observa en la figura 4, generando normalmente corriente continua de 12 V.
Fig 4. Detalle de un panel fotovoltaico
Esa energía eléctrica mediante un regulador es almacenada en una batería de acumulación. calculada para un tiempo de autonomía determinado y distribuida al sistema directamente en corriente continua o en corriente alterna a los artefactos electrodomésticos mediante la aplicación de un inversor, como se detalla en la figura 5.
Fig 5 Detalle de un sistema eléctrico con captación fotovoltaico
A pesar que la utilización de estos sistemas básicos es sumamente sencillo y práctico, los mismos no son todavía ampliamente utilizados ni aún en las aplicaciones mencionadas, en las que ya se ha probado fehacientemente su
eficiencia y por ello, cabe preguntarse por qué todavía esa energía renovable no es empleada en mayor proporción. El caso de la utilización de la energía solar de nuestro país es muy particular, dado que desde el punto de vista energético se cuenta con una de las reservas de gas natural más grande del mundo, cuya producción debe aprovecharse íntegramente, evitando pérdidas por no disponibilidad de consumo. Este hecho y la de ser la fuente energética no renovable más limpia, de simple de aplicación y bajo costo, hace bastante difícil que los sistemas solares por calentamiento térmico o generación eléctrica puedan competir actualmente con sus similares de gas. Por tal motivo, las aplicaciones más importantes actualmente en el país, solo consisten en sistemas fotovoltaicos para generación eléctrica, en viviendas y escuelas, telefonía, televisión rural y radiotelefonía en comunidades rurales y aisladas y fundamentalmente el calentamiento doméstico de agua con colectores planos, donde no se cuenta con redes de distribución de gas natural. En el ámbito mundial, los problemas que se encuentran para lograr una política energética coherente son similares, dado que aún no se ha notado en el mundo el efecto del agotamiento de las reservas y muchos países desarrollados cuentan con bastante recursos propios o disponibles a bajo costo y toda una industria y tecnología montada y estructurada sobre la base de esas fuentes energéticas no renovables. En la actualidad el precio de sistemas solares resulta todavía elevado, dado que aún no existe una demanda que posibilite su fabricación en gran escala para que los mismos tiendan a bajar. Además, en general cuando se compara la rentabilidad económica de la energía solar frente a otras energías convencionales, en la mayoría de los casos no se efectúa en forma integral, analizando también los costos sociales y los problemas de polución o el calentamiento global que se está produciendo en el mundo. Desde ese punto de vista, se requerirían subsidios económicos para el facilitar la investigación y desarrollo industrial especialmente de los países más avanzados que son los que más consumen y mayor contaminación producen al medio ambiente, pero la realidad demuestra actualmente que los recursos destinados en el ámbito mundial son limitados y puntuales. Tampoco los emprendimientos macros que se han desarrollado para aprovechar la energía solar destinando amplios espacios naturales para construir grandes receptores destinados a concentrar la luz para generar electricidad mediante procesos termodinámicos o fotovoltaicos y distribuirla mediante redes convencionales de la misma manera que las centrales térmicas o nucleares no han tenido aún el éxito esperado, porque la experiencia ha demostrado que requieren enormes inversiones y un elevado costo de mantenimiento y operación. Estudios efectuados, han determinado que para acelerar el proceso de transformación de la tecnología del consumo de energía es imperativo
desarrollar un paso intermedio que permita en forma gradual y permanente la integración de los sistemas solares con los convencionales basado en el equilibrio y complementación de las fuentes energéticas, tratando de aprovechar la energía disponible en el lugar de aplicación, para reducir al mínimo posible las instalaciones de almacenamiento y transporte. Una forma sería por ejemplo, en el caso de áreas rurales o suburbanas, la conveniencia de dar al usuario la oportunidad de autogenerar parte de la energía eléctrica que consume, posibilitando la instalación de módulos fotovoltaicos individuales conectados directamente a la red de distribución eléctrica, lo que no requiere baterías para almacenamiento, como se detalla en el esquema de la figura 6, la que sería descontada de la tarifa.
Fig.6 Sistema eléctrico fotovoltaico conectado a red pública
Otra manera es la complementación de sistemas generadores a diesel o gas con la energía fotovoltaica o con la energía eólica, que constituyen los denominados sistemas híbridos. En el caso de energía térmica pueden vincularse los colectores solares con los sistemas convencionales de agua caliente sanitaria o las instalaciones de calefacción propias de los edificios. Por otro lado, es indispensable perfeccionar los controles de calidad de colectores solares térmicos, módulos fotovoltaicos y demás elementos componentes, para que, además de garantizar un mayor rendimiento, se logre una durabilidad de los sistemas de 30 años con un mínimo mantenimiento, para posibilitar una adecuada recuperación de las inversiones. Por lo tanto, para activar el proceso de la expansión generalizada de la energía solar es indispensable por un lado, una amplia difusión para crear una conciencia colectiva de la imprescindible necesidad de realizar cuanto antes un consumo energético más racional y eficiente para el desarrollo de la vida humana y por otro, fomentar a la investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías de aplicación de sistemas energéticos integrados, mejorando la calidad de los productos y reduciendo sus costos. Bibliografía Nestor Quadri. Energía solar. Buenos Aires. Editorial Alsina Nestor Quadri. Energía fotovoltaica. Buenos Aires. Editorial Alsina
AYUDA DE GREMIO AIRE ACONDICIONADO Nómina de ayuda de gremios y exclusiones Aprobadas por la Cámara Argentina de Calefacción, Aire Acondicionado y Ventilación para incluir en los sub-contratos de instalaciones termomecánicas. Aprobada el 11 de septiembre de 1980. Trabajos y Prestaciones excluidas, pertenecientes a: Albañilería. • • • • • • • • • •
Apertura y cierre de canaletas y pases en losas, tabiques y vigas, para el paso de cañerías y/o conductos. Bases de hormigón o mampostería para equipos acondicionadores, calderas, bombas circuladoras, torres de enfriamiento, máquinas enfriadoras de líquidos y ventiladores, de acuerdo a especificaciones. Apertura de zanja para albañiles y ejecución de excavaciones. Amurado de grapas para fijación y/o sostén de conductos, cañerías, tanques intermediarios, intercambiadores, radiadores, tableros, etc. Conducto horizontal y/o vertical de humo, para calderas y calefactores. Conductos de mampostería subterráneos y/o a la vista, con aislación térmica. Nichos para ubicación de radiadores, colectores para serpentinas y sus válvulas de regulación. Paneles desmontables de cielorrasos para acceso a equipos fan-coils, válvulas, registros, etc. Cabinas de mampostería con aislación térmica si corresponde, con luz interior y desagüe. Andamios y estructuras auxiliares para el montaje de cañerías y conductos.
Sanitarios • • • • • •
Pozo de enfriamiento para desagote de calderas. Línea de alimentación de agua fría y su conexión hasta la válvula a flotante para tanques de expansión, humidificadores y batea de torres de enfriamiento. Provisión e instalación de cañerías de alimentación de agua fría, de distribución de agua caliente, de by-pass, de purga, colectores y sus llaves para tanques intermediarios. Cañerías para desagüe de condensado desde las bandejas recolectoras de los equipos hasta las bocas correspondientes. (cloacales) Provisión de desagües en Sala de Máquinas, para desagote de calderas, bombas, máquinas enfriadoras, etc. (cloacales) Suministro de agua necesaria para la ejecución de las pruebas hidráulicas de las instalaciones.
Electricidad •
• •
Línea de alimentación de energía eléctrica trifásica o monofásica con tierra mecánica y neutro al pie del tablero principal en Sala de Máquinas, y de los tableros secundarios correspondientes a la instalación, con llave de corte y fusibles, de acuerdo a la reglamentación de la autoridad pública pertinente. Cañería eléctrica para el circuito de enclavamiento y señalización entre los componentes eléctricos de la instalación. Alimentación e instalación de toma corriente para equipos ubicados en cielorrasos, con la cañería y cableado de interconexión correspondientes.
Gas
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Línea de alimentación de gas y su conexión hasta cada uno de los quemadores correspondientes a las calderas y calefactores y su trámite de habilitación. Provisión de gas a la presión y caudal que se determine con una tolerancia de -+ 10 %, cuando exista una planta reguladora propia.
Carpintería metálica •
Tapas metálicas para nichos de radiadores, válvulas de control, colectores y de acceso a registros, reguladores, etc.
Pintura •
Realización de los trabajos de pintura final de los elementos componentes de la instalación, aislaciones y revestimientos.
Transporte vertical de equipos •
Provisión por parte del contratista principal de los elementos y mano de obra necesarios, como ser grúas, aparejos o elevadores, para el movimiento en obra de los equipos y/o elementos componentes de la instalación y su izamiento hasta el lugar de emplazamiento de los mismos incluso el seguro correspondiente.
Varios • • •
•
Todo pago de derechos que afecten las instalaciones. Suministro de combustible y energía eléctrica para la ejecución de pruebas de funcionamiento y regulación. Provisión de espacio cerrado con llave y luz eléctrica para acopio de materiales y vestuario del personal. . Será de exclusiva responsabilidad del comitente el cumplimiento de las exigencias del Código Municipal que corresponda respecto a requerimientos de ventilación, remate de chimeneas, iluminación, etc., en Sala de calderas, equipos, etc.; como así también del reglamento de Gas del Estado y Obras Sanitarias de la Nación. Obtención de certificado de uso conforme que pueden requerir las autoridades públicas.
SEGURO OBLIGATORIO PARA CALDERAS (Ordenanza 33677- Municipalidad de Buenos Aires) Artículo 1º - Los propietarios de las instalaciones destinadas a producir vapor o agua caliente ya sea con un fin industrial, de servicio o confort y de aceite caliente para calefacción de procesos, estarán obligados a contar con un seguro de responsabilidad civil que cubra los daños que podría producir el uso de las mismas, incluido la de almacenaje, transporte y quemado de combustible, a la persona y bienes de terceros Artículo 2º - El contrato se ajustará a las condiciones generales actualmente vigentes y a las que oportunamente dicte la Superintendencia de Seguros de la Nación, dependiente de la Secretaría de Hacienda del Ministerio de Economía de la Nación, sobre el particular. El Seguro podrá contratarse en cualquier ente asegurador oficial o privado, específicamente autorizado para tal fin por el citado organismo. Artículo 3º - El ente asegurador deberá comunicar a esta Municipalidad la contratación del seguro, el que se encontrará convalidado por un profesional que certifique que la instalación reúne las necesarias condiciones de seguridad. La falta de una nueva comunicación implicará que la póliza subsiste o ha sido renovada, conservando la instalación las primitivas condiciones de seguridad. Artículo. 4º - El profesional a que se refiere el artículo anterior deberá ser ingeniero en una de las siguientes especialidades; Civil, Industrial, Mecánica y/o Eléctrica, y encontrarse inscripto como Instalador de 1º categoría en esta Municipalidad. El profesional citado, podrá ser reemplazado por un Técnico Mecánico o Electromecánico egresado de una Escuela Nacional de Educación Técnica, una ex Escuela Industrial de la Nación, o de las Escuelas Técnicas "Raggio", en todos estos casos con un mínimo de (5) años en el ejercicio de la profesión y que se encuentre inscripto como Instalador de segunda categoría en este municipio, en los siguientes casos: 2
a) Instalaciones de vapor de alta presión (presión de trabajo mayor que 300 g/cm ), hasta 7 2 kg/cm con una producción hasta 800.000 kcal/hora. 2 b) Instalaciones de vapor de baja presión ( presión de trabajo menor o igual que 300 g/cm ) y de agua caliente, con una producción de hasta 800.000 kcal/hora.
En ningún caso un profesional podrá tener a su cargo más de cien (100) instalaciones. La tergiversación de hechos por parte del profesional dará lugar a sanciones similares a las previstas por el artículo 2.4.3.3. "Aplicación de suspensión en el uso de las firmas", inciso d) del Código de la Edificación. En el caso de tratarse de instalaciones que utilicen gas natural, también será exigible al profesional encontrarse inscripto como instalador ante la empresa Gas del Estado, la que en caso de tergiversación de hechos podrá aplicar las sanciones previstas para este tipo de infracciones por sus reglamentaciones. (Conforme texto Art.1º de la Ordenanza Nº 36.128, B.M. 16.385). Además las personas actuantes se hallan sujetos a las siguientes penalidades:
a) Apercibimiento: 1. por no concurrir a una citación en obra o a las oficinas de control; b) Multa: 1. por no concurrir por segunda vez en un año a una citación en obra o a las oficinas de control; 2. por no encontrarse actualizada y/o convalidada la planilla indicada en el Art. 2º del Decreto reglamentario de la Ordenanza Nº 33.677, con posterioridad a la fecha en que corresponda hacerlo y/o no haberse cumplido con el Art. 3º de ese Decreto; 3. realización de ampliaciones o modificaciones sin conocimiento de los organismos de control, ello sin perjuicio de la sanción prevista al propietario en la legislación vigente; 4. deficiencia en la conservación de la instalación y que a juicio de los entes de control sea atribuible al mismo; c) Suspensión de tres meses a un año: 1. por cinco multas por la misma causa en un período de un año; d) Suspensión de seis meses a dos años: 1) por encontrarse afectada seriamente la seguridad de una instalación bajo su responsabilidad por causas atribuibles a su persona. La suspensión en la firma significará al profesional la imposibilidad de convalidar nuevas pólizas o la renovación de las existentes, hasta que la pena sea cumplida. Sin embargo podrá continuar con las instalaciones bajo su responsabilidad hasta la finalización del período en el cual tiene vigencia el contrato. e) Exclusión definitiva de los registros: 1) por más de tres suspensiones por cualquier motivo en un período de un año o cinco durante un período de tres años.
Artículo 5º - La certificación por parte del profesional, implica que se encuentran cumplidas las disposiciones municipales y de la Empresa Gas del Estado, referidas a seguridad y que tengan relación con la instalación, según normas a establecer en forma conjunta. Artículo 6º- Las comprobaciones efectuadas deberán ser volcadas en un informe, cuyo original deberá quedar en poder de la Compañía de Seguros y un duplicado en poder del asegurado. Esta Municipalidad podrá requerirlo a las partes en cualquier momento. Artículo 7º- Es obligación de la aseguradora comunicar de inmediato a la Municipalidad la interrupción de la relación contractual con el asegurado; la no continuación del profesional; la alteración de las condiciones de seguridad de la instalación y su ampliación, modificación o transformación. La falta de cumplimiento a tal obligación dará lugar a las sanciones que establezca la Superintendencia de Seguros de la Nación, organismo que también reglamentará la forma en que mantendrá actualizado el registro de compañías aseguradoras. Artículo 8º'- El incumplimiento de cualquiera de las disposiciones de la presente ordenanza por parte de los propietarios, dará lugar a la clausura de la instalación, sin necesidad de intimación previa. Artículo 9º- Las instalaciones térmicas e inflamables, siguen encontrándose sujetas a la habilitación que fija el Código de la Edificación, estando facultada para la realización de las inspecciones y controles que actualmente se encuentran previstos y los que en el futuro puedan determinarse.
Las instalaciones de gas se encuentran sujetas a las mismas habilitaciones y controles que hasta el presente. El profesional actuante se encuentra obligado a concurrir a las oficinas municipales o a la obra cuando así le fuese requerido y efectuar las aclaraciones que sean del caso. Artículo 10º - Quedan exceptuados del cumplimiento de la presente Ordenanza: a) Los generadores de vapor con un volumen total no superior a veinticinco (25) litros; b) Las calderas tipo domésticas para agua caliente y/o calefacción de no más de 50.000 kcal/hora; c) Los calentadores de agua por acumulación (termotanques), de una capacidad no mayor de trescientos (300) litros.
Asimismo los circuitos de las instalaciones térmicas de cualquier tipo de transporte del fluido a partir de la primera válvula de cierre ubicada con posterioridad al generador o del colector en el caso de contarse con dicho elemento y las máquinas y artefactos que reciben y utilizan el mismo. (Conforme texto Art. 1º de la Ordenanza Nº 36128, B.M 16385)
VERIFICACIONES PERIÓDICAS Y TAREAS DE MANTENIMIENTO ------------------------------------------------------------------------------------------Tareas a realizar Frecuencia -------------------------------------------------------------------------------------------Comprobación del funcionamiento del dispositivo de corte de combustible por bajo nivel de agua.................................................S Verificación del funcionamiento del sistema de carga de agua a la caldera.......................................................................................S Verificación del funcionamiento del dispositivo de corte de combustible por falta de llama y/o ignición....................... S Verificación del funcionamiento de las válvulas de seguridad.........S Inspección del estado de las superficies de calentamiento.............M Verificación del funcionamiento de los dispositivos límites y operativos..................................................................................... M Inspección del sistema de suministro de combustible y quemador. M Control de las características del agua en los generadores de vapor de baja presión (en los de alta presión la operación debe ser mensual).............................................................................T Inspección de las entradas de aire a la sala de calderas..................T Limpieza de sedimentos....................................................................A Pruebas de la eficiencia de la combustión y tiraje.............................A Limpieza interna y externa de las superficies de calentamiento....... A Mantenimiento del equipo de combustión..........................................A Mantenimiento de los dispositivos de corte de combustible por bajo nivel de agua........................................................................A Mantenimiento de los dispositivos de corte de combustible por falta de llama y/o ignición.............................................................A Mantenimiento de los dispositivos límites y operativos......................A Recalibración de las válvulas de seguridad.................... ...................A Mantenimiento completo del sistema de control.................................A Verificación de espesores...................................................................D Prueba hidráulica a la presión fijada por el artículo Ensayos de Resistencia del Código de la Edificación para las Calderas de Alta Presión* y a 1,5 veces la presión de trabajo para las de baja presión y de agua caliente............................D ----------------------------------------------------------------------------------------------------Referencias: *Ensayos de resistencias (vapor alta presión). S = semanal, M -- mensual; T = trimestral; A = anual y D = cada 10 años.
DE SEGURO DE CALDERAS (Decreto Reglamentario) (ORDENANZA Nº 33.677 - B.M. 15.575) Artículo 1º - La certificación por parte de un profesional, que permita a las entidades aseguradoras la concertación del seguro obligatorio de responsabilidad civil sobre las instalaciones de vapor y/o agua caliente y las de combustible que las alimentan implirá que se hallen cumplidas como mínimo las siguientes condiciones: a) Las instalaciones se encuentran habilitadas por la Municipalidad de la Ciudad de Buenos Aires o con gestión de habilitación ante la misma. En este último caso el profesional certificante deberá ser el instalador. Cuando se use gas natural como combustible, deberá contarse con la habilitación de Gas del Estado S.E ( Decreto 766).
b) No se han alterado las condiciones que fijan las reglamentaciones municipales para el local de caldera, (Art.4.8.4.2).Los locales para calderas, incineradores y otros dispositivos térmicos del Código de Edificación). c) Se produce una entrada permanente y adecuada de aire por las ventilaciones del local, las que no deberán encontrarse obstruidas. d) El generador, durante una revisación interna (del lado del agua o de vapor) y externa (del lado del fuego), no deberá acusar la formación de incrustaciones, corrosiones, depósitos de sedimentos, picaduras. grietas, reducción de espesores o debilitamiento del material. La no existencia de pérdidas de fluido en el generador, tuberías, accesorios y dispositivos cerrados que lo utilizan. f) Existencia, correcto funcionamiento y estado de conservación de los instrumentos y dispositivos: manómetros, termómetros, nivel de agua, válvulas de seguridad, sistema de alimentación, válvulas de vapor o agua caliente, grifos de extracción de fondo y verificación de agua, etc. Correcto estado de conservación y funcionamiento del dispositivo de corte del suministro de combustible por bajo nivel de agua, que deberá encontrarse instalado en los generadores de vapor cualquiera sea la presión de trabajo. Correcto estado de conservación y funcionamiento de otros dispositivos de control límites y operativos con que cuenta la instalación, como ser por alta presión del vapor, alta temperatura del agua, deficiente tiro, alta temperatura de los gases en la chimenea, alta o baja presión o temperatura del combustible, falta de energía eléctrica, etc. (Decreto 766). h) Correcto estado de conservación y funcionamiento del equipo de combustión y de los dispositivos de corte por falta de llama y de ignición. i) Correcto estado de conservación y ausencia de pérdidas en las instalaciones de almacenamiento y suministro del combustible al quemador del generador. j) Correcta eficiencia de la combustión y tiraje. Limpieza y falta de obstrucción en la conducción del humo. k) Correcto estado de conservación y funcionamiento de la instalación que recibe vapor. y/o agua caliente, incluido tanque de expansión, bombas de circulación y circuito de retorno. l) Ausencia de ruidos anormales durante el funcionamiento. m) Utilización de agua adecuada y/o convenientemente tratada para alimentación de la caldera. n) Cumplimiento de las disposiciones municipales y de Gas del Estado S.E. referidas a seguridad y que tengan relación con la instalación.
Artículo 2º - En la sala de calderas deberá fijarse en lugar bien visible una planilla donde se asentarán las operaciones de verificación y mantenimiento realizadas. Estas operaciones y su frecuencia serán, como mínimas, las indicadas en planilla adjunta y que a todos sus efectos forma parte del presente decreto, sin perjuicio de todas aquellas otras que podría indicar el fabricante de la caldera o que por las características de la instalación sea necesaria efectuar a fin de garantizar el seguro funcionamiento de la misma. Será obligación del profesional actuante convalidar trimestralmente dicha planilla, implicando ello que las comprobaciones previstas han dado resultados satisfactorios y se han realizado los mantenimientos correspondientes en ese lapso. Artículo 3º - Será obligación del profesional actuante impartir al personal que operará las instalaciones las instrucciones necesarias y suficientes para el correcto manipuleo y servicio de las mismas. Las instrucciones impartidas deberán indicarse y fijarse juntamente con la planilla indicada en el artículo 2º. Artículo 4º- La designación del profesional mencionado en el artículo 3º de la Ordenanza Nº 33.677 será efectuada por el propietario de las instalaciones. Será obligación del profesional designado comunicar de inmediato a la aseguradora la alteración de las condiciones de seguridad de la instalación bajo su responsabilidad, su ampliación, modificación o transformación, como también la interrupción de la relación contractual con el asegurado. La falta de comunicación de esta última circunstancia implicará mantener la responsabilidad sobre las instalaciones para los fines que fue designado. Artículo 5º- La comunicación por parte de las compañías de la contratación del seguro de calderas se hará ante la Mesa de Entradas de la Dirección de Fiscalización de Obras de Terceros, en formularios por duplicado que expresamente se habilitarán para tal. La comunicación deberá acompañarse con copias de la póliza y de la certificación prevista en el artículo lº, debiendo en esta última, figurar constancia de la designación y la información de las reparticiones competentes, que el firmante se halla en condiciones de ejercer su profesión. Los modelos de la comunicación y certificación indicados se incluyen como Anexos 1 y 2, respectivamente, del presente artículo y forman parte, a todos sus efectos, de este decreto. Artículo 6º - La obligación de comunicación de la aseguradora a la Municipalidad, prevista en el artículo 7º de la Ordenanza Nº 33.677, debe efectuarse en un plazo máximo de diez (10) días hábiles de producirse, en el caso de interrupción de la relación contractual. La comunicación de la alteración de las condiciones de seguridad de la instalación, su ampliación, modificación o transformación, debe efectuarse en el mismo plazo máximo. acordado a partir de recibirse la comunicación del profesional prevista en el artículo 4º, o eventualmente del propietario. Cuando la alteración de la seguridad implique un peligro inminente la comunicación deberá ser inmediata. Artículo 7º - Las aseguradoras deberán comunicar a la Municipalidad de la Ciudad de Buenos Aires la contratación del seguro en un plazo no mayor de treinta (30) días hábiles, contados a partir del momento de producirse la misma.
SISTEMAS DE CALENTAMIENTO SOLAR EN EDIFICIOS Ing. Nestor Quadri El aprovechamiento térmico de la energía solar está generando una nueva actitud de los profesionales hacia el diseño de vivienda solares, mejorando el hábitat de las personas.
Una de las aplicaciones primordiales del aprovechamiento térmico de la energía solar es para proveer agua caliente sanitaria y climatizar los edificios El sol es una fuente de recursos limpia e ilimitada y su uso reduce el agotamiento de los recursos y los problemas ambientales generados por los combustibles convencionales como el petróleo y sus derivados La radiación solar que recibe una superficie horizontal es del orden de 1 kW/m 2 al mediodía La captación diaria varia según las horas de asoleamiento, latitud del lugar, mes, latitud, inclinación de la superficie, además de otros factores Su principal problema es su intermitencia y en invierno que es generalmente cuando más se necesita, es menor, de modo que en la mayoría de los casos la disponibilidad no coincide con la demanda, como se muestra en la figura 1.
Figura 1 curva de captación-demanda en un día típico de invierno
Por ello, es necesario el almacenamiento de calor para un tiempo de autonomía determinado y además, como hay días sin captación solar debe contarse como seguridad con un sistema de respaldo o fuente suplementaria de energía Aplicaciones La forma más común de aprovechar la energía solar térmica en viviendas es: • •
En forma pasiva en el diseño propio del edificio En forma activa mediante el uso de colectores solares
En todos los casos debe complementarse la captación pasiva con la activa
SISTEMA DE APROVECHAMIENTO SOLAR PASIVO Se pueden definir a los sistemas de captación, como la utilización de la energía solar para calefacción, ventilación o acondicionamiento de los edificios de viviendas, sin el consumo de los energéticos convencionales o electricidad y no aplicando elementos para el movimiento mecánico de fluidos El concepto se basa en el empleo de un adecuado diseño de la edificación, así como una apropiada utilización de materiales y sistemas constructivos y los conceptos se los suele denominar "arquitectura solar o bioclimática" Uno de los aspectos importantes para el diseño lo constituye la trayectoria del sol que recorre un arco en el cielo que nace al E y se pone al O, pero solo el 21 de septiembre y el 21 de marzo. Así, en invierno sale al NE y se pone al NO y en verano sale al SE y se pone al SO y por otra parte, en verano al mediodía el sol está más alto que en invierno, como se observa en la figura 2
Figura 2. Recorrido del sol según la estación del año
Así, en invierno en la ventana orientada al NE el sol que está bajo por la mañana barre el local produciendo el calentamiento y desinfección y durante el verano, el sol está alto dejando entrar el mínimo calor necesario, como se observa en la figura 3.
Figura 3: Efecto del sol en verano e invierno sobre una ventana
Los aleros permiten el ingreso de los rayos de sol en invierno y atenúan su entrada en verano Un ejemplo elemental de aplicación lo constituye la utilización de marquesinas o voladizos proyectados de modo de modo de barrer el local con el calor solar aprovechando que en invierno el sol está bajo y reducir su influencia en verano cuando el sol está alto, como puede verse en la figura 4.
Fig 4. Aprovechamiento de la altura del sol
Un árbol de hojas caducas mejora el comportamiento, protegiendo del sol en verano y dejándolo pasar cuando el efecto es favorable en invierno. Efecto invernadero Los vidrios de las ventanas actúan como una trampa de calor dado que dejan pasar la luz solar, pero la radiación calórica no visible que emiten a su vez los objetos, no pasan. A esto de denomina efecto invernadero, tal cual se detalla en el esquema de la figura 5.
Figura 5. Detalle del efecto invernadero
El efecto invernadero es beneficioso en invierno, pero no así en verano, donde el concepto es proteger las ventanas de la acción del sol y aprovechar al máximo la ventilación natural durante la noche Una aplicación interesante de almacenamiento de calor aprovechando el efecto invernadero en los edificios, la constituye el proyecto de superficies acumuladoras como el Muro Trombe que se muestra en la figura 6, donde la energía solar en forma de luz atraviesa en invierno un vidrio orientado al norte y calienta un muro.
Figura 6. Muro Trombe
El muro al calentarse a su vez, emite energía calórica radiante no visible pero el vidrio no deja escapar esa energía porque es impermeable a esas radiaciones Por otra parte, el aire se calienta entre el espacio entre el vidrio y el muro, circulando por convección natural dado que al estar más caliente se hace más liviano, circulando desde la parte inferior hacia la superior del local. A su vez el calor almacenado en el muro se transmite a la parte interior por conducción calentando la pared y emitiendo ese calor almacenado al interior del local. En verano por el contrario, por medio de un voladizo ubicado sobre el vidrio, se trata que sol que está alto incida en mucho menor proporción. Es muy apropiado a este efecto la utilización de un árbol de hojas caducas que deja pasar el calor solar en invierno y no en verano. Además, se complementa el efecto de convección natural accionando una persiana a la salida de modo que en verano el aire caliente fluya directamente hacia el exterior, provocando una adecuada ventilación natural. La acumulación lograda alcanza a un día y si se quiere aumentar la capacidad puede utilizase sistemas de captación independientes como un lecho de piedra o recipientes con agua.
Por otra parte, el aislamiento térmico de los edificios es un elemento fundamental en un proyecto solar, porque permite mantener el calor almacenado reduciendo las necesidades de calor de los edificios y en verano debe complementarse con un sistema de ventilación natural para eliminar el calor excesivo. SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO SOLAR ACTIVOS Son aquellos que utilizan dispositivos especiales para la captación, transporte y almacenamiento del calor solar y una de las aplicaciones térmicas más importantes de la energía solar son los colectores para la producción de: • •
Agua caliente domiciliaria Calefacción
La aplicación puede ser en instalaciones domésticas de viviendas o en sistemas centralizados de gran envergadura como clubes deportivos, escuelas, hospitales, fábricas, etc. PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SOLAR La instalación se compone de tres elementos básicos como se observa en la figura 7: • • •
Colector solar Tanque de almacenamiento de agua caliente aislado Cañerías de vinculación
Figura 7: Principio de funcionamiento de agua caliente solar
La circulación del agua puede ser por el principio de termosifón o eventualmente con una bomba circuladora. El colector más común es el plano que consiste en un gabinete de chapa con una tapa de vidrio o plástico que aprovecha el efecto invernadero para calentar una chapa o lámina con aislamiento, pintada de negro opaco que contiene
tubos construidos en hierro galvanizado o mejor, cobre, bronce, latón, aluminio, etc. por donde circula el agua, como se detalla en el esquema de la figura 8.
Figura 8. Detalle esquemático de un colector plano
Para aumentar la eficiencia en instalaciones especiales se emplean colectores constituidos por tubos de vidrio al vacío en lugar de aire conformados en paneles o concentradores lineales o puntuales. Los colectores deben estar orientados para la mejor captación en invierno, al norte con una tolerancia de 20º e inclinados con un ángulo igual a la latitud más 10º como se indica en el detalle de la figura 9.
Figura 9. Orientación e inclinación de los colectores solares
En Buenos Aires con 35º de latitud sur la inclinación es = 35+10=45º El agua de consumo en el tanque puede calentarse en forma directa, pero ocurre que puede congelarse durante la noche, especialmente en climas muy fríos, por lo cual en general se emplea un calentamiento indirecto mediante un serpentín como se detalla en la figura 10.
Figura 10 Esquema de sistema de calentamiento indirecto
De esa manera, los circuitos de agua caliente domiciliaria y la del colector solar son independientes y a la misma se le agrega una solución que evita el congelamiento, corrosión o dureza. Otra alternativa es el vaciado del agua del colector durante la noche, manual o automáticamente En la actualidad para facilitar el montaje de la instalación se proveen colectores planos formando un equipo integral como se muestra en al figura 11.
Figura 11 Detalle de calentador solar integral
Vienen provistos de una resistencia eléctrica en caso de apoyo para uso eventual en caso de varios días sin sol. SISTEMAS DE CALEFACCIÓN SOLAR Los sistemas de calefacción solar se basan en los mismos principios de los colectores de agua caliente y las experiencias en la mayoría de los casos demuestran se complementan ambas instalaciones Los sistemas con colectores de agua caliente solar pueden aplicarse a distintos sistemas de calefacción, pudiéndose mencionar pisos radiantes, radiadores, aire caliente, fan-coil. etc. En la figura 12 se observa un esquema básico de calefacción solar por piso radiante
Figura 12. sistema de calefacción solar por piso radiante
Es necesario contar con un tanque de agua de almacenamiento para tener cierta autonomía de funcionamiento para los días donde no se cuenta con energía solar. Por otra parte, siempre es conveniente disponer con una forma de energía alternativa disponible de apoyo como seguridad. El sistema de piso radiante es ideal para complementarse con la energía solar porque requiere calentamiento de agua de solo 40ºC promedio para funcionar adecuadamente. Se observa en la figura que un termostato actúa sobre el circuito de circulación de agua por los captadores solares y otro opera de sobre el circuito de agua del interior de la vivienda Aplicación múltiple Se puede emplear para uso coordinado de agua caliente domiciliaria, calefacción por radiadores y calentamiento de agua de piletas como se muestra en la figura 13
Figura 13. Aplicaciones múltiples de calentamiento solar
EVOLUCION DE LA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA Ing. Nestor Quadri De haber sido ciertas algunas planificaciones hechas hace años, la energía solar fotovoltaica ya sería de dominio común. Sin embargo, si bien su avance ha sido importante, todavía no es una tecnología de uso masivo. En este artículo se efectúa una descripción de la evolución y perspectivas futuras, así como un detalle de las principales aplicaciones actuales.
El Sol se comporta como un cuerpo negro a temperaturas de aproximadamente 6000 ºK, pero solamente un 0,2% de la potencia de la energía solar emitida que llega a nuestro planeta se consume en crear vientos y olas y un 0,05% para el proceso de fotosíntesis, que es el origen de las reservas de combustibles fósiles sólidos, maderas, etc. Sin embargo, esa pequeña fracción de energía solar que recibe la Tierra es 100.000 veces superior a la que consume la humanidad y la potencia de la radiación solar en un día de cielo2claro, a medio día en la zona entre los trópicos, puede alcanzar los 1.000 W/m que es una valor energético interesante para aprovechar. El efecto fotovoltaico es una de las maneras de aprovechar esa energía solar, consistiendo lisa y llanamente en su transformación directa en energía eléctrica mediante la liberación de electrones de un material semiconductor, normalmente el silicio, por efecto de los fotones de la radiación solar incidente sobre el mismo. La tecnología consiste en que parte de los electrones liberados salgan al exterior del material semiconductor para utilizarlo como corriente eléctrica útil. Este proceso se produce en un elemento que se denomina célula fotovoltaica, que consiste generalmente en un diodo especialmente fabricado para dicha aplicación, a la que se le adosan mallas colectoras metálicas. La unión de células fotovoltaicas y su consiguiente encapsulado y enmarcado da como resultado los paneles o módulos fotovoltaicos de utilización doméstica e industrial, como generadores eléctricos de corriente continua. Las expectativas de aplicación de la energía fotovoltaica tuvieron un enérgico impulso en la década del 70, debido a que en ese momento se propendió políticamente a conseguir en forma perentoria que las energías renovables se convirtieran en importantes fuentes energéticas. Una prueba de estas expectativas era que a todas las fuentes de energía renovable en ese momento se las comienza a denominar de forma genérica energías alternativas. En esos momentos, había una tendencia alcista del costo del petróleo así como de la construcción, mantenimiento y administración de los residuos en las centrales nucleares, además de una creciente preocupación sobre la contaminación del medio ambiente y los planificadores no dudaron en prever un rápido y significativa aporte de la energía solar fotovoltaica, entre otras energías renovables, a satisfacer las necesidades energéticas del mundo. Ya en ese entonces los módulos solares fotovoltaicos se empleaban en la tecnología espacial y en algunas aplicaciones muy específicas, principalmente de telecomunicación, en lugares remotos donde la llegada de líneas eléctricas era inviable o demasiado costosa.
La experiencia ha demostrado, sin embargo, que esta optimista previsión original no se ha contrastado con la realidad. En efecto, en el transcurso de los años, el precio del petróleo, si se prescinde del efecto de la inflación, es menor que antes de la crisis de 1973. Las reservas de petróleo conocidas han pasado de 600.000 millones de barriles a mas de 1.000.000 millones en la actualidad y si en 1975 se preveían reservas hasta el año 2000, ahora se conocen reservas hasta el año 2035 y las nuevas tecnologías de prospección hacen pensar que se tienda a aumentar ese plazo. Por otra parte, si bien la ecología sigue siendo un factor importante que preocupa en forma creciente a los responsables energéticos y cada vez tiene más injerencia en las decisiones estratégicas, no es un tema tan determinante como se esperaba hace años. Pareciera que todavía no se considera adecuado pagar un costo extra por una generación energética más limpia. Por éstas y otras razones, el grado de implementación previsto de las energías renovables y en especial la energía solar fotovoltaica no ha sido tan optimista como inicialmente se había previsto y ello originó que hubiera un reajuste significativo en las inversiones y estrategias en el sector. De todas maneras, el empuje de aquellos años trajo consigo un progreso constante de la industria fotovoltaica y nuevas razones se han añadido a mantener vigentes las expectativas iniciales. En 1982 se fabricaban 7,7 MW de elementos solares fotovoltaicos y en 1995, 56 MW. Desde esa fecha ha habido un incremento permanente y constante en la producción. Por otro lado, el costo de un wat de módulo fotovoltaico en 1982 era superior a los $10 y actualmente se ha reducido a la mitad y sigue en proceso de reducción. Además, la producción ha pasado de limitadas series de módulos especializados a producciones en cadena de módulos estandart. De esa forma, lenta pero segura, la energía solar fotovoltaica va tendiendo a constituir una solución ideal para una serie de aplicaciones cada vez más extendidas, en las que el desembolso inicial correspondiente está plenamente justificado y que los usuarios paulatinamente van valorando. Sin embargo, el progreso de la energía solar fotovoltaica y su permanente desarrollo no es fácil, ya que requiere una labor continuada de trabajo e investigación permanente de empresas, universidades e instituciones y los avances técnicos no se consiguen con descubrimientos revolucionarios, sino por una serie de iniciativas valiosas pero constantes, tendientes a reducir costos y aumentar los rendimientos energéticos de los módulos solares para hacer atractiva su aplicación. En la producción actual se consigue, por métodos convencionales, un rendimiento del 12-13 % de la energía solar incidente sobre la superficie de un módulo que se convierte a electricidad y con el fin de mantener la trayectoria de continuo desarrollo tecnológico en células solares de silicio cristalino, se han llevado a cabo una serie de programas de investigación avanzada. Actualmente se consiguen rendimientos a escala industrial del 16-17 %, lo que supone que el aprovechamiento de la energía solar para la producción directa de energía eléctrica mejora al menos en un 20% los rendimientos de las técnicas convencionales. Además, en el proceso de fabricación se han incorporado, entre otras tecnologías, un nuevo tratamiento de la superficie frontal de la célula, tendiente a lograr un mayor rendimiento.
Por ello, la tendencia está conduciendo hacia una generación eléctrica que va empleando un porcentaje cada vez más significativo de energía fotovoltaica. El alcance de este objetivo depende de muchos factores y uno de ellos es la capacidad de la industria fotovoltaica de mantener el ritmo constante de progreso, como los conseguidos hasta ahora. Nadie duda en la actualidad que la energía fotovoltaica constituye la posibilidad de contar con energía eléctrica en cualquier lugar aislado y que es un sistema generador modular, de fácil extensión y con una larga vida útil y que emplea una tecnología respetuosa del medio ambiente, de gran fiabilidad y mínimo mantenimiento. Se pueden mencionar las siguientes aplicaciones cuya utilización ya es indiscutida. • • • • • •
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Plantas de electrificación Para usinas solares autónomas o conectadas a la red. Son utilizadas para la electrificación de pueblos aislados o en apoyo a la red. Electrificación y usos en zonas rurales Para la alimentación eléctrica en lugares aislados, donde la implantación de redes de electrificación constituye una alta inversión económica. Señalizaciones y alumbrados generales Balizajes para la marina y aeronáutica, rutas, plazas, edificios, antenas, faros en las costas, refugios de montañas o zonas de acceso complicado, etc. Bombeo Para el suministro de agua para el consumo. Permiten, por su confiabilidad, eliminar los gastos de mantenimiento y de combustible de las motobombas. Señalizaciones radioeléctricas Para usos marinos o aeronáuticos en sitios aislados Telefonía rural o servicios públicos de larga distancia Para la conexión de teléfonos rurales a la red de telecomunicación. Se emplean porque a menudo imposible contar con energía eléctrica o con suministro confiable debido al aislamiento de los lugares. Estaciones satelitales Para abastecer el consumo eléctrico cuando las redes son inexistentes o inconfiables. Repetidoras de microondas Para instalación en lugares altos y de difícil acceso Protección catódica Para protección de instalaciones metálicas como canalizaciones de gas, de agua, etc. que son deterioradas por la corrosión.
Bibliografía Energía Fotovoltaica-Ing. Nestor Pedro Quadri
LIBRO ENERGÍA SOLAR
Constituye un elemento complementario muy importante dado que este libro brinda los conceptos de diseño para la generación de agua caliente para calefacción o usos sanitarios, refrigeración o ventilación, asi como las ideas básicas que deben tenerse en cuenta en el proyecto de los edificios para lograr que sea energeticamente eficiente En efecto, la necesidad de energía se ha convertido en un problema crucial, dado que la mayoría de los países del mundo y especialmente los industrializados, se ven afectados por las crecientes demandas requeridas para satisfacer sus metas económicas y sociales, especialmente por el avance tecnológico producido en las dos últimas décadas. Por otra parte, al intensificarse el empleo de los combustibles no renovables derivados del petróleo, las reservas han comenzado decrecer rápidamente, calculándose su extinción a mediados de este siglo y por otra parte, su consumo indiscriminado ha originado el problema del aumento de la contaminación ambiental y el calentamiento global. Por ello, se hace indispensable utilizar cuanto antes los recursos renovables no contaminantes como son los provenientes de la energía solar, que constituye una fuente limpia e inagotable que está disponible en forma abundante en la mayor parte de la superficie terrestre que puede aprovecharse para reducir el consumo de combustible en los edificios. Teniendo en cuenta lo indicado, este trabajo pretende ser un aporte didáctico destinados a profesionales o técnicos, así como a estudiantes de ingeniería o arquitectura con el fin de divulgar estas nuevas tecnologías y facilitar el análisis de sus factibilidades de aplicación para calefacción y refrigeración solar.
Ingeniero en Construcciones de Obras, graduado en 1965 en la Facultad de Buenos Aires de la Universidad Tecnológica Nacional. Reconocido especialista en aire acondicionado en nuestro país que ha volcado su amplia experiencia didáctica en la enseñanza universitaria desempeñándose actualmente como profesor titular en las carreras de Ingeniería Civil en las Facultades de Buenos Aires y Avellaneda de la Universidad Tecnológica Nacional y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Morón. Además dicta cursos de postgrado y de especialización y perfeccionamiento en entidades profesionales y centros de capacitación. Como profesional de ingeniería se desempeñó en los proyectos de las instalaciones de aire acondicionado para centrales telefónicas en relación de dependencia en Telecom SA hasta el año 2001 y en la actualidad como consultor independiente. Ha publicado numerosos libros y artículos de divulgación técnica que comprenden todas las instalaciones de los edificios, con el objetivo de propender a la difusión de la necesidad del ahorro energético, el uso de las energías alternativas y la preservación del medio ambiente, así como el mejoramiento del confort, la calidad del aire interior y el cumplimiento de las normas de seguridad. Como complemento de esta publicación, recomendamos consultar la página WEB de AIRE ACONDICIONADO del autor: www.acondicionamiento.com.ar
Esta publicación está destinada a propender al conocimiento de los modernos sistemas y métodos fundamentales empleados para el logro del confort ambiental y la calidad del aire interior, cumpliendo las normas de seguridad, sobre la base del ahorro energético y la preservación del medio ambiente. Constituye un texto básico para los profesionales, técnicos o estudiantes en esta especialidad dado que efectúa una descripción actualizada sencilla y global de las instalaciones, equipamientos, materiales y técnicas de montaje utilizadas, con ejemplos de aplicación simples y claros. Aborda la aplicación de los equipos de aire acondicionado individuales o centrales, sistemas separados split o multisplit, unidades enfriadoras de agua y fan-coil, las instalaciones de calefacción por agua caliente con radiadores o pisos radiantes, por vapor o aire caliente, así como las de ventilación mecánica o natural. Por otra parte, del mismo autor y como complemento de este libro, hemos editado el MANUAL DE AIRE ACONDICIONADO Y CALEFACCION destinado a aquellos que quieran profundizar en el cálculo y diseño, SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO para los que deseen contar con información técnica más especializada y ENERGIA SOLAR orientado a su aprovechamiento para estas instalaciones.
Instalaciones de aire acondicionado y calefacción
Ing. Nestor P. Quadri
Instalaciones de aire acondicionado y calefacción
Nestor Pedro Quadri
Nestor Pedro Quadri
Nestor Pedro Quadri
Algunos títulos de Editorial Alsina Iluminación natural Carlos U. Savioli Manual de cálculo de aire acondicionado y calefacción N.P. Quadri Instalaciones de gas N.P. Quadri
Instalaciones de aire acondicionado y calefacción 7ma edición
Energía solar N.P. Quadri Protección de edificios contra incendios N.P. Quadri Elementos de cálculo diferencial e integral. Tomo 1 Sadosky-Guber Elementos de cálculo diferencial e integral. Tomo 2 Sadosky-Guber Instalaciones eléctricas en viviendas, industrias y grandes edificios M. A. Sobrevila Elementos de porteros eléctricos J.C. Calloni Cómputos y presupuestos (manual para su aplicación en la construcción de edificios) M.E. Chandías Introducción a la construcción de edificios M.E. Chandías Diseño y sistemas constructivos de escaleras M.L. D. de Chandías Perspectiva R. Giannini Elementos de arquitectura naval A. Mandelli
LIBRO SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO
Este libro está destinado a aquellos que quieran complementar los conocimientos básicos de aire acondicionado. Se describen con profundidad los nuevos sistemas, sus características y criterios de diseño Se detallan los nuevos conceptos en confort térmico y calidad del aire interior teniendo en cuenta el Síndrome de los edificios enfermos
Contenido CAPITULO 1: PRINCIPIOS BASICOS CAPITULO 2: CONFORT TERMICO CAPITULO 3: CALIDAD DEL AIRE INTERIOR CAPITULO 4: PREMISAS BASICAS DEL PROYECTO CAPITULO 5: EQUIPOS PRIMARIOS CAPITULO 6: SISTEMAS UNITARIOS CAPITULO 7: SISTEMAS TODO REFRIGERANTE. CAPITULO 8: SISTEMAS TODO AGUA CAPITULO 9: SISTEMAS TODO AIRE CAPITULO 10: SISTEMAS AIRE-AGUA CAPITULO 11: ELECCIÓN DE LOS SISTEMAS
NECESIDAD DE LA LIMPIEZA PERIODICA DE LAS INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO Ing. Nestor Quadri
El malestar físico, la irritación o la sequedad de los ojos, la nariz y la garganta, tos, nauseas y problemas respiratorios así como fatiga mental, alteraciones de memoria, somnolencia, apatía, mareos o el estrés son algunos de los problemas de salud producidos cuando las personas permanecen gran cantidad de tiempo en el interior de las oficinas en los edificios modernos, por efecto de factores de contaminación que pueden ser propios de los mismos locales, mala ventilación o deficiente funcionamiento de las instalaciones de aire acondicionado. Esos factores pueden provenir de las propias de la actividad humana, como olores y fundamentalmente el humo de tabaco, que es causa de molestias, irritaciones y malestares, así como contaminantes que puede tener el mismo aire exterior destinado a la ventilación. Por otra parte, se ha detectado que muchos de los nuevos materiales utilizados actualmente en la construcción así como el mobiliario y la decoración, producen emanaciones que lentamente van incorporándose al aire ambiente interior, tal el caso de barnices, tinturas, pinturas, pegamentos, etc. Además, las ropas, tapicerías, alfombras, cortinas y otros tejidos aportan al aire del interior del local diversas fibras y otros contaminantes. El asbesto utilizado en elementos de la construcción como el fibrocemento, cielorrasos suspendidos, pisos vinílicos, etc., constituyen fibras minerales que con el desgaste se dispersan en el ambiente y que al penetrar en el aparato respiratorio, provoca lesiones que comprenden derrames, fibrosis pulmonar, cáncer de pulmón y pleura. Los formaldehídos presente en el papel, pinturas, productos de limpieza, cementos de contacto, colas y maderas de aglomerado, son muy volátiles y de carácter irritante provocando cefaleas y náuseas. Los mismos equipos de aire acondicionado debido a sus espacios cerrados como serpentines, bandejas de condensados, cañerías de desagotes, etc., privados de luz a temperatura estable, con humedad y suciedad como nutrientes pueden originar un proceso de putrefacción que los convierte en un caldo de cultivo ideal para el crecimiento y proliferación de microorganismos de tipo animal o vegetal, consistente en bacterias patógenas, hongos, levaduras o virus. Teniendo en cuenta estos antecedentes, la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 1982 ha establecido que los edificios con un porcentaje de mas del 20% de personas que experimentan efectos agudos sobre la salud y el bienestar debido a los niveles de polución, conforman una enfermedad denominada Síndrome del Edificio Enfermo (SBS). Se ha determinado que el polvo es el principal agente transportador de sustancias alérgicas, compuesto de una gran variedad de elementos orgánicos
e inorgánicos, que incluyen fibras, esporas, granos de polen, mohos, insectos y ácaros, producen síntomas que van desde una pequeña irritación a problemas respiratorios graves, que pueden derivar incluso en patologías crónicas. Los conductos de aire acondicionado que contienen desde el polvo común hasta roedores, hojas, bacterias, hongos y mohos son un caldo de cultivo para la reproducción de contaminantes biológicos, debido a su temperatura constante, humedad y suciedad como nutrientes. Un ejemplo es la epidemia de 1977, en el Hotel Bellevue-Strafford, de Filadelfia, durante la celebración de una convención de la Legión Americana, donde se detectó que el germen que la produjo era causante de neumonía y fue bautizado por tal motivo con el nombre de legionella y fue difundido por la red de conductos de aire acondicionado constatándose que se desarrolla en presencia de humedad. Un importante brote, ocurrió en Netherlands en marzo de 1999 involucrado a 242 casos de enfermedad y 28 muertes. Surge de todo lo indicado, la necesidad imprescendible que en todo edificio que cuente con instalaciones de climatización que implique el tratamiento del aire, que por sus características constructivas, extensión de conductos, actividades que en ellos se desarrollan y cantidad de personas que los ocupan, de establecer normas que obliguen a limpiar periódicamente los conductos, además de los equipos de aire acondicionado. A tal efecto, son los municipios los que deben disponer su regulación y control mediante normas de implementación y en ese sentido, cabe consignar que la Municipalidad de Buenos Aires ya ha elaborado un anteproyecto de Ordenanza, habiendo ya recabado la opinión de diversos Organismos al respecto. En cuando a las tareas a realizar podrían considerarse las Especificaciones Generales de Limpieza para Sistemas Comerciales de Aire acondicionado establecidas por las NORMAS NADCA (National Air Duct Cleaners Association). Existen en la actualidad modernos sistemas de limpieza de conductos, aprovechando las entradas naturales como rejas o difusores o bien mediante tapas de inspección que deben ser colocadas al efecto para tal función, introduciendo un vehículo dotado de una cámara fotográfica digital automática, comandado por radio control que realiza una inspección previa a la limpieza. El robot cuenta con una zonda propulsora, que aspira el polvo que va a una bolsa colectora llevando en uno de sus extremos cepillos giratorios de polipropileno duros y blandos de acuerdo al grado de adherencia de la suciedad como se detalla en la figura. En el momento en que se lleva a cabo la inspección, se realiza una toma de muestras para ser sometida a análisis de laboratorios.
Luego los conductos de aire acondicionado son higienizados mediante procedimientos de aspiración, sopleteo con inyección de aire comprimido y cepillado eliminándose la suciedad existente
Una vez realizada la higiene, se introduce nuevamente el robot que verifica el conducto tomando imágenes de su aspecto interior desde varios puntos, proporcionando una cinta de vídeo de la inspección y estado de limpieza.
29/08/2004
Normas del Código Municipal de la Ciudad de Buenos Aires CALEFACCION POR AIRE CALIENTE Indice 8.11.2.0. Instalaciones térmicas AD 630.142 8.11.2.1. Calefacción por aire caliente producido mediante aparatos que queman combustible
8.11.2.0. Instalaciones térmicas AD 630.142 8.11.2.1. Calefacción por aire caliente producido mediante aparatos que queman combustible Lo establecido en este artículo es aplicable a artefactos que producen aire caliente mediante la combustión, para templar ambientes habitables, para flujos de más de 10.000 Cal/h. Quedan exceptuados los sistemas que se usan en procesos industriales. El aire caliente puede provenir de artefactos o calefactores centrales o de unidades emplazadas en el local a calefaccionar. La temperatura del aire en la boca de suministro no será mayor que 60º C. El calefactor debe emplazarse de modo que quede aislado térmicamente de elementos combustibles próximos, y sus paredes exteriores no deben alcanzar temperaturas inconvenientes para las personas. La toma de aire a calentar se ubicará de manera de evitar su contaminación con impurezas tales como a título de ejemplo se citan: hollín, humos, gases de chimeneas, polvos, conductos de ventilación. Si la toma de aire cuenta con malla metálica o filtro, se emplazará en sitios fácilmente accesibles para su cambio o limpieza. El circuito de aire caliente será independiente del de los gases de combustión, los cuales deben ser eliminados a la atmósfera mediante conductos ex profeso. Las superficies intercambiadoras de calor impedirán la mezcla del aire y los productos de la combustión. El espesor mínimo de las paredes será de 9 mm para la fundición de hierro y 3 mm para el acero. La temperatura de las superficies no excederá de 450º C. La Dirección, no obstante, puede autorizar otros materiales, espesores y temperaturas, previo las experiencias del caso. Cuando el calefactor tenga dispositivos mecánicos para impulsar el aire caliente debe preverse un sistema de seguridad que suspenda el suministro de combustible en caso de funcionamiento defectuoso del impulsor. Para la aprobación de calefactores se requiere presentar: - La solicitud; - 4 juegos de planos (1 tela y 3 copias); - Memoria descriptiva (original y 3 copias). De la documentación mencionada: - La tela y el original de la memoria se archivarán en la oficina de experimentación; - 1 copia en la oficina que otorga el permiso de instalación y funcionamiento; - 1 copia se entregará al interesado; y
- 1 copia quedará en el expediente.
La aprobación de prototipos para la fabricación en serie puede hacerse en taller, en presencia de Personal Municipal, y cuando no son prototipos las pruebas pueden efectuarse en taller o en el lugar de emplazamiento definitivo. El permiso de funcionamiento se otorgará una vez satisfechas las presentes normas.
Normas del Código de la Municipalidad de Buenos Aires INSTALACIONES PARA INFLAMABLES Indice 8.12. De las instalaciones para inflamables AD 630.144 8.12.1.0. Almacenamiento subterráneo de combustibles líquidos 8.12.1.1. Alcance de las normas para el almacenamiento subterráneo de combustibles líquidos 8.12.1.2. Tipo de tanque o depósito según la clase de combustible líquido 8.12.1.3. Características constructivas de los tanques para almacenamiento subterráneo de combustible líquido 8.12.1.4. Ubicación de tanques subterráneos para combustibles líquidos 8.12.1.5. Capacidad de los tanques subterráneos para combustibles líquidos. Almacenamiento máximo para ciertos usos 8.12.1.6. Acceso a tanques subterráneos para combustibles líquidos 8.12.1.7. Dispositivos para carga, descarga, ventilación, medición de nivel en tanques subterráneos para combustibles líquidos 8.12.1.8. Pérdidas de tanques subterráneos para combustibles líquidos 8.12.1.9. Limpieza de tanques subterráneos para combustibles líquidos 8.12.2.0. Tanque no subterráneo para combustible líquido de consumo diario 8.12.2.1. Generalidades sobre tanques no subterráneos para combustible líquido de consumo diario 8.12.2.2. Características de los tanques no subterráneos para combustible líquido de consumo diario 8.12.2.3. Capacidad y ubicación de los tanques no subterráneos para combustible líquido de consumo diario 8.12.3. Tanque no subterráneo para combustible líquido y su instalación
8.12. DE LAS INSTALACIONES PARA INFLAMABLES AD 630.144 8.12.1.0. Almacenamiento subterráneo de combustibles líquidos 8.12.1.1. Alcance de las normas para el almacenamiento subterráneo de combustibles líquidos Las disposiciones contenidas en "Almacenamiento subterráneo de combustibles líquidos" son aplicables y alcanzan a los depósitos subterráneos de los hidrocarburos usados corrientemente como combustibles, tales como, a título de ejemplo, se citan: nafta, kerosene, gas-oil, diesel-oil, fuel-oil. Para el almacenamiento de otros líquidos de características semejantes y de uso parecido, tales como bencina, solvente, alcohol o similares valdrán las presentes normas, las que se aplicarán por analogía hasta tanto se dicten las que correspondan a cada caso. 8.12.1.2. Tipo de tanque o depósito según la clase de combustible líquido Para el almacenamiento subterráneo de combustible líquido se deben usar tanques capaces de resistir las solicitaciones que resulten de su empleo y emplazamiento. Para nafta, bencina, alcohol, solvente y similares, el tanque será metálico. Para kerosene, gas-oil, diesel-oil, fuel-oil y similares, el tanque será metálico o de hormigón armado. 8.12.1.3.
Características
constructivas
de
los
tanques
para
almacenamiento subterráneo de combustible líquido Un tanque, cualquiera sea el material en que está construido, puede ser dividido interiormente por tabiques formando compartimientos, pero el conjunto de éstos es considerado como una unidad a los efectos del volumen o capacidad del tanque. Los tanques para almacenamiento subterráneo de combustible líquido, tendrán las siguientes características constructivas: a) Tanque metálico (acero): Un tanque metálico será de forma cilíndrica ejecutado con chapas de acero cuyo espesor mínimo es función de su diámetro, a saber:
Los extremos del cilindro o cabezales constituirán casquetes esféricos. Un tanque metálico, antes de colocarlo, debe ser probado a una presión de 2 kg/cm2 durante 2 horas y no debe causar pérdidas. La masa del tanque tendrá una conexión de puesta a tierra. Cada tanque llevará adherida la chapa, que quedará siempre a la vista donde figure: el nombre del fabricante, la fecha de fabricación, el espesor de la chapa y la capacidad total neta. Previo a su emplazamiento, el exterior del tanque será protegido contra la corrosión del metal. En el fondo de la fosa se dispondrá una cama de hormigón de cascotes de por lo menos 0,10 m de espesor y antes de su fragüe, se asentará el tanque sobre ella. b) Tanque de hormigón armado: Un tanque de hormigón armado podrá ser fabricado o moldeado "in situ" y puede tener cualquier forma. Antes de la puesta en servicio, debe efectuarse una prueba de estanqueidad, llenándolo de agua hasta el nivel de la tapa. No debe acusar pérdida alguna durante 48 horas. 8.12.1.4. Ubicación de tanques subterráneos para combustibles líquidos Un tanque subterráneo para combustible líquido no puede ubicarse cercano o
debajo de un local donde haya motor a explosión, hogar, horno, fragua, hornalla u otro tipo de artefacto a fuego abierto, salvo si se cumplen las normas que siguen: a) Un tanque subterráneo para combustible líquido puede ubicarse: 1) Debajo de un local habitable siempre que la boca de acceso al tanque esté en un local no habitable. 2) Debajo de cualquier otro local, incluso sala de calderas u hornos, siempre que ninguna parte del tanque diste, horizontalmente, menos que 2,00 m del perímetro exterior de un hogar donde queme el combustible. Puede reducirse esa distancia a 1,00 m únicamente cuando el tanque está ubicado debajo de otro local separado de la sala de calderas u hornos, por un muro de ladrillos o de hormigón armado de 0,30 m y 0,10 m de espesores mínimos respectivamente, y que dicho muro llegue a no menos que 1,00 m debajo del solado que contiene esos artefactos. b) A los efectos de las normas sobre separación que siguen, los tanques cilíndricos verticales, prismáticos y los de forma irregular se consideran limitados por todos sus paramentos o caras exteriores. Los tanques cilíndricos horizontales se consideran limitados en su mitad inferior como los anteriores y su mitad superior por el prisma imaginario que los circunscribe. Se cumplirán las siguientes separaciones: 1) Paramento o cara lateral o superior: Entre el paramento o cara lateral o superior de un tanque y la L.M., eje divisorio entre predios, paramentos de muros o tabiques expuestos al aire o el solado terminado, habrá una distancia mínima de 1,00 m con una capa de tierra no menor que 0,60 m de espesor. El espesor de la tapada puede ser ocupado en la medida necesaria para emplazar la cámara o túnel de acceso a la tapa del tanque o para la construcción del solado del local situado encima siempre que en 2 él el cálculo de éste haya sido previsto una sobrecarga de 600 Kg/m . También podrá ser ocupado por partes estructurales del edificio (fundaciones, muros, columnas, rejas) que sin transmitir esfuerzos al tanque se aproximen a sus caras hasta no menos que 0,10 m. En caso de haber más de un tanque la separación entre uno y otro no será menor que 1,00 m de tierra o 0,30 m de mampostería de ladrillos macizos u hormigón o cualquier material de equivalencia térmica aceptado por la Dirección. 2) Paramentos o cara inferior: Para hidrocarburos pesados (fuel-oil, diesel-oil) la Dirección puede aceptar su ubicación sobre locales, siempre que el proyecto y la ejecución aseguren una aislación térmica y una ventilación adecuada y como asimismo las posibilidades de una inspección en el local que eventualmente pudiera estar afectado por filtraciones.
8.12.1.5. Capacidad de los tanques subterráneos para combustibles líquidos. Almacenamiento máximo para ciertos usos a) Capacidad de los tanques: Para determinar la capacidad, se tendrá en cuenta lo dispuesto en "Acceso a tanques subterráneos para combustibles líquidos". La capacidad máxima de cada tanque o conjunto de compartimientos que conforman un tanque es, con una tolerancia del 5%: - Para nafta, bencina, alcohol, solvente o similares 10.000 litros; - Para kerosene, gas-oil, diesel-oil, fuel-oil, similares y sus mezclas 50.000 litros; b) Almacenamiento máximo para ciertos usos: El almacenamiento máximo de combustible líquido es: - Para estación de servicio 50.000 litros; - Para garaje 10.000 litros Este almacenamiento puede ser incrementado a razón de 20 litros por cada metro cuadrado de "lugar de estacionamiento", hasta un número máximo de ...........50.000 litros. Una mayor capacidad de almacenamiento se autorizará previa la justificación mediante el control de venta o consumo. Cuando haya almacenamiento de distintos hidrocarburos se puede equiparar en la relación de 1 litro de nafta, bencina, alcohol, solvente o similar, por 3 litros de los de otra mezcla, siempre que la suma total no exceda de la máxima permitida.
8.12.1.6. Acceso a tanques subterráneos para combustibles líquidos a) Boca de acceso al tanque. Tapa del tanque:
Cada tanque tendrá una boca de acceso con tapa metálica que asegure un cierre hermético mediante una junta o guarnición inmune a los hidrocarburos. En caso de tanque con compartimientos, cada uno de éstos tendrá su boca de acceso. La luz libre mínima de la boca será: para forma rectangular 0,50 m y para forma circular 0,60 m. Debe quedar una luz mínima de 0,20 m entre la cara inferior de la tapa y la superficie del espejo líquido con el tanque lleno hasta su capacidad nominal. b) Cámara para la boca de acceso: Coincidente con la boca de acceso al tanque habrá una cámara de albañilería de ladrillos u hormigón de planta no menor que 0,90 x 0,90 m y un alto máximo de 1,50 m. Dentro de esta cámara se encontrarán los conductos del medidor y tubería de extracción. El acceso a la cámara puede hacerse por su parte superior, directamente del solado o local situado encima o bien lateralmente a través de un túnel horizontal de albañilería de ladrillos u hormigón que impida filtraciones de agua. La sección mínima del túnel será 0,80 m de ancho y 1,50 m de alto y su largo no mayor que 2,00 m. El túnel será ventilado por conducto de 0,10 m de diámetro mínimo con salida a patio de segunda categoría por lo menos. Cuando por razones técnicas el paramento o cara superior del tanque requiera emplazarse a mayor profundidad que 1,50 m desde el solado, la cámara contará con ventilación a inyección de aire, aprobada por la Dirección. c) Tapa de la cámara: Cuando el acceso a la cámara se practica por su parte superior, habrá una tapa incombustible de suficiente resistencia a las cargas que pueden incidir sobre ella y capaz de evitar el escurrimiento de líquidos hacia la cámara. Si por algún motivo no pudiera satisfacerse esta última condición se proveerá a la cámara de desagüe adecuado. Cuando el acceso sea lateral por túnel, la compuerta será a bisagra o atornillada. Ninguna tapa o compuerta podrá cerrarse habiendo personas trabajando dentro de la cámara o tanque. d) Excepciones: Los tanques de hierro destinados a almacenar nafta, gas-oil, kerosene, solvente, alcohol y similares, quedan exceptuados de cumplimentar los Incisos a), b) y c) cuando la válvula de retención de la tubería de extracción del combustible (descarga) puede ser retirada desde la parte superior del tanque.
8.12.1.7. Dispositivos para carga, descarga, ventilación, medición de nivel en tanques subterráneos para combustibles líquidos a) Boca para la carga: La boca para la carga puede colocarse en la acera o en el interior del predio. La distancia entre el borde exterior de la boca y el filo exterior del cordón del paramento, no será mayor que 0,50 m y alejada no menos que 2,00 m de cualquier árbol de la acera. El marco y la tapa de la boca de carga serán de hierro fundido y estarán al nivel de la acera. La tapa poseerá un dispositivo de cierre a rosca o bayoneta de modo que sólo pueda ser abierta con un implemento especial. Una boca en el interior del predio permitirá que el vehículo no rebase la L.M. durante su descarga. b) Tubería: La tubería de carga entre la boca y el tanque será de acero a rosca o bridas o por unidades soldadas. La tubería de carga para tanques de nafta, bencina, alcohol, solvente, kerosene o similares tendrá un diámetro normal interior de 76 mm y penetrará dentro del tanque hasta 5 cm del fondo; la tubería para tanques de combustibles más pesados, tendrá un diámetro nominal interno comprendido entre 76 mm y 127 mm y penetrará en el tanque hasta 20 cm del fondo. La extremidad situada en la boca de carga se cerrará con tapón roscado. Si esta boca se encuentra en la acera habrá una válvula esclusa ubicada en el interior del predio. Esta válvula puede omitirse en las Estaciones de Servicio. Una misma boca y tubería de carga puede ser utilizada para llenar más de un tanque o compartimientos independientes, en cuyo caso habrá las correspondientes derivaciones, cada una provista de su respectiva válvula. c) Ventilación: Cada tanque o compartimiento independiente de tanque, tendrá ventilación por caño de acero;
el diámetro mínimo interno será de 25 cm para tanques de nafta, bencina, solvente, alcohol, kerosene o similares y 51 mm para otros combustibles. El caño de ventilación rematará en patios o espacios abiertos a una altura no menor que 5,00 m sobre la cota del predio y alejado 1,00 m de cualquier vano. El remate terminará de modo que impida la penetración de la lluvia y tendrá en su orificio una tela de bronce, cobre u otro 2 material inoxidable, de 80 a 100 mallas por cm . d) Medidores de nivel: Cada tanque o compartimiento independiente debe tener un medidor de nivel, sea a varilla, mecánico, eléctrico o neumático y cuya lectura pueda efectuarse sin necesidad de abrir la tapa del tanque. Para nafta, bencina, alcohol, solvente o similares el medidor será a varilla. El indicador estará graduado en litros o kilogramos, la escala tendrá un trazo que marque claramente la capacidad máxima del tanque. El medidor a varilla sumergido en el líquido estará colocado dentro de la cámara correspondiente a la boca de acceso. La varilla en su posición normal no debe tocar el fondo del tanque. El caño guía donde se desliza la varilla se cerrará con un tapón roscado. El mecanismo de los otros tipos de medidores de nivel, desde el espejo líquido hasta la escala graduada indicadora, estará construido de manera que la cañería utilizada para alojar sus elementos no permita el escape de gases acumulados en tanque. Las partes móviles serán inoxidables. e) Extracción de combustible (descarga): La extracción de combustible se hará por bombeo. Eventualmente por presión de gas inerte. La tubería será de acero, bronce o cobre y comprenderá además, los elementos siguientes: dispositivos para el cebado, válvula esclusa, válvula de pie o de retención. Debe ser posible reemplazar la válvula de pie o retención sin necesidad de penetrar o trabajar dentro del tanque. En caso de que, por la posición relativa del nivel del líquido dentro del tanque y el de los quemadores, el combustible pueda fluir por gravedad, debe proveerse de dispositivos que eviten su derrame eventual. f) Protección de las cañerías contra la corrosión: Toda tubería del sistema de carga, extracción de combustible y control de nivel, debe estar convenientemente protegida contra la corrosión. Las juntas o guarniciones serán inmunes a la acción de los líquidos que circulen.
8.12.1.8. Pérdidas de tanques subterráneos para combustibles líquidos Cuando se comprueben pérdidas o infiltraciones de combustible, si el tanque deteriorado es metálico deberá ser reemplazado y si el tanque es de hormigón armado podrá ser reparado y, antes de su puesta nuevamente en servicio debe ser sometido a prueba de estanqueidad. 8.12.1.9. Limpieza de tanques subterráneos para combustibles líquidos La limpieza de un tanque subterráneo no puede efectuarse sin haber sido previamente ventilado. Ninguna persona debe penetrar en el interior de un tanque en servicio, sea para su limpieza como para su reparación, sin estar atado a una cuerda cuyo extremo superior se halle a cargo de otra persona que debe conocer la técnica de la respiración artificial. Durante estas operaciones no debe haber fuego, ni se debe fumar en las inmediaciones. Estas exigencias de fijarán en forma bien legible y permanente en la proximidad de la boca de acceso al tanque. 8.12.2.0. Tanque no subterráneo para combustible líquido de consumo diario
8.12.2.1. Generalidades sobre tanques no subterráneos para combustible líquido de consumo diario Las disposiciones contenidas en "Tanques no subterráneos para combustible líquido de consumo diario" se aplicarán a los receptáculos corrientes para almacenar combustible en la cantidad necesaria para el consumo diario, en hogares o motores. El combustible puede ser: nafta, kerosene, gas-oil, diesel-oil, fuel-oil, o sus mezclas y otros hidrocarburos. 8.12.2.2. Características de los tanques no subterráneos para combustible líquido de consumo diario El tanque no subterráneo para combustible líquido será metálico, capaz de resistir las solicitaciones que resulten de su empleo y emplazamiento. El espesor mínimo de la chapa del tanque será de 1,8 mm hasta una capacidad de 200 litros y de 3,00 mm para mayor volumen. Un tanque destinado a nafta, gas-oil, kerosene será cerrado y el destinado a otros combustibles tendrá boca de registro con tapa a bisagra para limpieza. Cada tanque contará con los siguientes dispositivos: a) Tubo de ventilación de 25 mm de diámetro interno. El remate terminará de modo que impida la penetración de la lluvia y el orificio tendrá malla arestallama, situada a 2,00 m por encima de techos y terrazas apartado una distancia no menor que 1,00 m de vanos y locales; b) Tubería para desgote y retorno del combustible al depósito subterráneo; c) Indicador de nivel que no debe ser de vidrio; d) Llave de paso de cierre rápido (a palanca) de alcance fácil al operador, situada en la tubería de alimentación a la maquinaria. Si la capacidad del tanque excede de 200 litros, la llave será de cierre automático por acción térmica.
8.12.2.3. Capacidad y ubicación de los tanques no subterráneos para combustible líquido de consumo diario a) La capacidad de cada tanque no será mayor que 500 litros para nafta y 1000 litros para otros combustibles; b) Cuando en un mismo ámbito haya más de un hogar o motor, cada uno puede tener su respectivo tanque pero la capacidad total no excederá de 1000 litros para nafta y 2000 litros para otros combustibles. La separación entre tanque y tanque no será inferior a 1,00 m; c) La distancia horizontal mínima entre un tanque y la boca de un hogar será de 5,00 m cuando la capacidad total del o de los tanques no exceda de 1000 litros, en caso contrario será el doble; d) En un local con hogar no se permite tanque de nafta.
8.12.3. Tanque no subterráneo para combustible líquido y su instalación El tanque no subterráneo para combustible líquido cumplirá lo dispuesto en "Tanque no subterráneo para combustible líquido de consumo diario" y con el objeto de contener derrame de combustible líquido se ejecutará una cubeta de mampostería o metal en la base del tanque de alimentación de dimensiones tales que contenga íntegramente la proyección de éste y cuyas características que dependerán del tipo de combustible serán las siguientes.
a
a) Para inflamables de 1 categoría: Tendrá su piso con pendiente hacia una rejilla, la que poseerá malla arrestallama y en su interior piedra partida. La capacidad será de 1/3 de la capacidad del tanque de alimentación. Poseerá una cañería que permita la evacuación del líquido por gravitación desde la rejilla hasta un tanque subterráneo. Antes de su conexión con esta última habrá un sifón u otro dispositivo que evite el retroceso de los vapores. En este caso el tanque subterráneo tendrá una capacidad equivalente a la del tanque de alimentación más un 10% y, cumplirá lo dispuesto en "Almacenamiento subterráneo de combustibles líquidos" (Ver parág. 5.12.1.4.) a b) Para inflamables de 2 categoría: Tendrá una capacidad tal que permita almacenar derrames de combustibles del total del volumen del tanque de alimentación más un 10% y su agotamiento se hará por bomba manual u otro sistema simple, no siendo obligatorio integrar la instalación con los mismos. Cuando exista además tanque subterráneo éste podrá ser utilizado para el agotamiento de la cubeta en cuyo caso la capacidad de este última será 1/3 del volumen del tanque de alimentación no subterránea. (1) Modificado según Ordenanza Nº 49.344 (B.O. 20.116 - 7/9/95) - Promulgado Dec. 740
Normas del Código Municipal de Buenos Aires INSTALACIONES DE VAPOR DE A GUA DE ALTA PRESION Indice 8.11.3.0. Instalaciones de vapor de agua de alta presión AD 630.143 8.11.3.1. Alcance de la reglamentación de instalaciones de vapor de agua de alta presión 8.11.3.2. Generadores de vapor de agua 8.11.3.3. Clasificación de los generadores de vapor de agua 8.11.3.4. Ubicación de los generadores de vapor de agua de primera categoría 8.11.3.5. Ubicación de los generadores de vapor de agua de segunda categoría 8.11.3.6. Ubicación de generadores de vapor de agua de tercera categoría 8.11.3.7. Ubicación de generadores de vapor de agua de tercera categoría de menos de cinco 2 (5) m de superficie de calefacción 8.11.3.8. Locales para generadores de vapor de agua de alta presión 8.11.3.9. Antigüedad de los generadores de vapor de agua que se instalen, reinstalen o usen 8.11.3.10. Presión de trabajo 8.11.3.11. Materiales 8.11.3.12. Aislación térmica 8.11.3.13. Accesorios 8.11.3.14. Ensayos de resistencia 8.11.3.15. Inspecciones periódicas 8.11.3.16. Tuberías de conducción de vapor 8.11.3.17. Artefactos que reciben y utilizan vapor 8.11.3.18. Transmisión de calor 8.11.3.19. Siniestros 8.11.3.20. Foguistas 8.11.3.21. Documentación necesaria para tramitar habilitaciones de instalaciones de vapor de alta presión 8.11.3.22. Registro de fabricantes 8.11.3.23. Grabado sobre el cuerpo de la caldera 8.11.3.24. Excepciones 8.11.3.25. Instalaciones de vapor con presión máxima de trabajo en el generador no superior a 2 300 g/cm e instalaciones con caldera de agua caliente
8.11.3.0. Instalaciones de vapor de agua de alta presión AD 630.143 8.11.3.1. Alcance de la reglamentación de instalaciones de vapor de agua de alta presión Las disposiciones contenidas en "Instalaciones de vapor de agua de alta presión", son aplicables a las instalaciones destinadas a producir, transportar y utilizar vapor de agua, cuando la presión de trabajo en el generador supere los 300 g/cm2. Se ocuparán de los distintos componentes de este tipo de instalación a saber: generador de vapor y sus accesorios; tuberías de conducción de vapor y artefactos que reciben y utilizan el vapor. 8.11.3.2. generadores de vapor de agua Son los dispositivos donde se transforma agua en vapor a expensas del calor producido en un proceso de combustión. 8.11.3.3. Clasificación de los generadores de vapor de agua
A los efectos del presente reglamento, los generadores de vapor de agua se clasificarán en 3 (tres) categorías, teniendo en cuenta la fórmula adimensional: (p + 1) v donde p expresado en Kg/cm2 es la presión de trabajo y v expresado en m3, el volumen total de la caldera. Son de primera categoría aquellos generadores para los cuales el producto citado es mayor que 18 (dieciocho). Son de segunda categoría aquellos generadores para los cuales el producto es mayor que 12 (doce) y menor o igual que 18 (dieciocho). Son de tercera categoría aquellos generadores para los cuales el producto es menor o igual que 12 (doce). 8.11.3.4. Ubicación de los generadores de vapor de agua de primera categoría Los generadores de vapor de agua humotubulares de primera categoría deberán ubicarse a una distancia mínima de 3 (tres) metros de la Línea Municipal y de los ejes divisorios entre predio; salvo en la dirección del eje longitudinal de la caldera, en la cual la distancia deberá ser de por lo menos 10 (diez) metros. Cuando por razones de dimensiones u otra circunstancia especial el generador no sea instalado en las condiciones expresadas, deberá construirse entre el mismo y el muro de cuyo eje se encuentra a menor distancia que la fijada, un paramento de defensa. Este paramento de defensa con su correspondiente fundación, se construirá de hormigón con doble armadura o de sólida mampostería de 45 (cuarenta y cinco) cm o 1 (un) m respectivamente de espesor; independientemente del muro y de las paredes de la caldera, de las cuales estará separado 60 (sesenta) cm como mínimo. Su altura excederá en 1 (un) metro la parte más elevada del cuerpo de la caldera, y su largo será por lo menos el de la dimensión de la misma paralela al muro, aumentada en 1 (un) metro hacia ambos lados. Los valores dados serán para el caso que el muro de protección esté a no más de 3 (tres) m del generador; en caso contrario, el excedente en alto y largo con respecto a las dimensiones de la caldera, se aumentará al doble. Las dimensiones entre el generador y el eje separativo o Línea Municipal medida en la dirección del eje del artefacto no podrá ser inferior a 3 (tres) m aun cuando se haya construido el muro de protección. La distancia entre los generadores de vapor de agua acuotubulares de primera categoría y el eje separativo entre predios o Línea Municipal deberá ser de por lo menos 3 (tres) metros; pudiéndose en caso de que no se cumpla dicha condición ejecutar muros de protección en forma similar a lo indicado para los humotubulares.
El local destinado a calderas de primera categoría, sean éstas humotubulares o acuotubulares, deberá encontrarse separado de los demás talleres, por un medio ejecutado con material incombustible; no tener encima ni por debajo, locales destinados a viviendas o talleres; debiendo ser cubierto por un techo liviano que no tenga ligaduras con las de los restantes locales de trabajo ni con los edificios contiguos, descansando sobre una armadura independiente. 8.11.3.5. Ubicación de los generadores de vapor de agua de segunda categoría Los generadores de vapor de agua humotubulares de segunda categoría deberán ubicarse a una distancia de 1,50 (un metro cincuenta cm) de la Línea Municipal y ejes separativos entre predios, salvo en la dirección del eje longitudinal de la caldera, en la cual la distancia deberá ser de por lo menos 5 (cinco) m. Cuando por razones de dimensiones u otra circunstancia especial, el generador no sea instalado en las condiciones expresadas, deberá construirse entre el mismo y el muro de cuyo eje se encuentra a menor distancia que la fijada, un paramento de defensa, de características constructivas, dimensiones y ubicación iguales a las indicadas en el artículo anterior "Ubicación de los generadores de vapor de primera categoría". La distancia entre el generador y el eje separativo o Línea Municipal, medido en la dirección del eje del artefacto, no podrá ser inferior a 2 (dos) m, aun cuando se haya construido el muro de protección. La distancia entre los generadores de vapor de agua acuotubulares de segunda categoría y el eje separativo entre predios o Línea Municipal deberá ser de 1,50 (un metro cincuenta cm) como mínimo. El local destinado a calderas de segunda categoría sean éstas humotubulares o acuotubulares, deberá encontrarse separado de los demás talleres por un medio ejecutado con material incombustible; no debiendo tener por encima ni por debajo locales destinados a vivienda. 8.11.3.6. Ubicación de generadores de vapor de agua de tercera categoría Los generadores de vapor de agua de tercera categoría, sean éstos humotubulares o acuotubulares, deberán ubicarse a una distancia mínima de 1 (un) metro de la Línea Municipal o ejes separativos entre predios. El local destinado a calderas de tercera categoría deberá encontrarse separado de los demás talleres por un medio ejecutado con un material incombustible. 8.11.3.7. Ubicación de generadores de vapor de agua de tercera categoría de menos de cinco (5) m 2 de superficie de calefacción Los generadores de estas categorías quedan eximidos del cumplimiento del artículo anterior.
Podrán instalarse en cualquier taller debiendo encontrarse como mínimo a 50 (cincuenta) cm de la Línea Municipal o eje separativo entre predios. 8.11.3.8. Locales para generadores de vapor de agua de alta presión Los locales para generadores de vapor de agua deberán cumplir además de las condiciones fijadas de acuerdo a su categoría, el Artículo 4.8.4.2. "Locales para calderas, incineradores y otros dispositivos térmicos" en sus Incisos a), c), d) y e), debiendo encontrarse asimismo convenientemente iluminados. 8.11.3.9. Antigüedad de los generadores de vapor de agua que se instalen, reinstalen o usen La antigüedad de los generadores de vapor de agua que se instalen, reinstalen o usen no podrá ser mayor de 30 (treinta) años corridos, contados a partir de la fecha de fabricación, hayan sido o no utilizados en ese ínterin. Para los generadores de vapor de agua ya instalados a la fecha de entrada en vigencia de esta Reglamentación, la antigüedad se contará a partir de la fecha de habilitación de los mismos. 8.11.3.10. Presión de trabajo Es prohibido hacer funcionar un generador de vapor a una presión superior al grado determinado en el permiso de habilitación. 8.11.3.11. Materiales La calidad y dimensiones del material empleado en la construcción de los generadores, será la indicada para el uso al que se los destina, debiendo justificarse el empleo de los mismos por medio de una memoria de dimensionamiento y cálculo con indicación de las fórmulas empleadas y las normas a las cuales las mismas se ajustan. 8.11.3.12. Aislación térmica Las calderas podrán ser revestidas a fin de impedir la pérdida lógica de calor, debiendo utilizarse para tal fin un material aislante liviano. 8.11.3.13. Accesorios: a) Válvulas de Seguridad: Cada generador deberá estar provisto de 2 (dos) válvulas de seguridad, una por lo menos de las cuales será de tipo a resorte, colocadas directamente sobre la cámara de vapor y reguladas de modo que permitan su escape, cuando la presión supere la fijada como máxima de trabajo. La sección libre de cada válvula deberá ser tal que permita el cumplimiento de las condiciones indicadas en el párrafo anterior. Serán construidas de forma tal que permitan ser fácilmente precintadas, lo que estará a cargo del personal de inspección. Una de las válvulas lo será para que funcione a una presión igual a la máxima de trabajo más un 10%. Los recalentadores de agua para la alimentación de los
generadores estarán provistos de una válvula de seguridad, cuando posean aparatos de cierre, que permitan interceptar su comunicación con la caldera. Dicha válvula se precintará también a la máxima presión de trabajo del artefacto. En todos los casos se tomarán los recaudos necesarios, para que el vapor no pueda causar accidentes al personal o a terceros. b) Manómetro: Cada generador de vapor debe estar provisto de un manómetro colocado a la vista del foguista, instrumento sobre el cual estará indicado con un signo fácilmente visible, la presión máxima efectiva de trabajo. La unión directa entre la caldera y el manómetro tendrá una derivación con su correspondiente robinete y terminará con una brida de 4 (cuatro) cm de diámetro y 5 (cinco) mm de espesor (talón francés) para la colocación de un manómetro de control. c) Nivel de agua: Cada generador deberá estar provisto de 2 (dos) aparatos indicadores de nivel de agua en comunicación directa con el interior, de funcionamiento independiente el uno del otro y colocados a la vista del foguista. Uno de estos indicadores deberá ser un tubo de vidrio dispuesto de modo que pueda limpiarse fácilmente o cambiarse y tenga la protección necesaria que sin impedir la vista del agua, evite la proyección de los trozos divididos en caso de rotura. Los indicadores de nivel llevarán grabada una señal bien visible que indique el nivel mínimo de agua que contendrá la caldera, que deberá estar como mínimo 8 (ocho) cm sobre el punto más elevado de calefacción, que se indicará también sobre el generador por una línea claramente visible. Los generadores de menos de 5 (cinco) m2 de superficie de calefacción, podrán funcionar con un solo indicador de nivel que será del tipo de tubo de vidrio. d) Alimentadores: Todo generador, con excepción de aquellos cuya superficie de calefacción no supere los 5 (cinco) m2 (de superficie de calefacción), tendrán como mínimo 2 (dos) aparatos de alimentación de funcionamiento independiente; cada uno suficiente para proveer con exceso el agua necesaria. Uno de estos aparatos deberá ser indefectiblemente 1 bomba de alimentación. Los caños de comunicación de estos aparatos con el generador pueden unirse en uno solo, debiendo colocarse una válvula de retención en la parte de unión del tubo con la caldera. Entre esta válvula y cada uno de los aparatos de alimentación se colocará una llave grifo para reconocer la marcha de los mismos. En los generadores de hasta 5 m2 de superficie de calefacción, se admitirá un solo sistema de alimentación que deberá reunir las condiciones indicadas en el presente inciso. e) Válvula de vapor: Cada generador estará provisto de su válvula de vapor, y en caso que diversos generadores alimenten un mismo conducto, cada uno se deberá poder
independizar por medio de dispositivos de cierre hermético. 8.11.3.14. Ensayos de resistencia Previo a la puesta en marcha del generador de vapor, se efectuará un ensayo de resistencia del mismo, en presencia del personal de inspección de la especialidad y de acuerdo, a las siguientes prescripciones: a) Se someterá el generador a una prueba hidráulica de presión, para la cual se lo llenará totalmente de agua, previo cierre hermético de sus aberturas, grifos, etc. b) El artefacto se encontrará libre de revestimiento. c) La presión a la que se deberá llegar será la siguiente: 2 1) El doble de la presión de trabajo, cuando ésta no supere los 6 (seis) kgs/cm . 2 2 2) La presión de trabajo más 6 (seis) kgs/cm cuando ésta sea mayor que 6 (seis) kgs/cm y no 2 sobrepase los 12 (doce) kgs/cm . 2 3) 1,5 (una vez y media) la presión de trabajo cuando ésta sobrepase los 12 (doce) kgs/cm . d) La duración de la prueba será requerida para practicar en todo el generador un examen prolijo, no debiendo notarse pérdidas de agua ni deformaciones permanentes en las chapas. La presencia de anormalidades como las citadas, será condición suficiente para denegar el permiso. e) la empresa instaladora o el instalador actuante serán los responsables en la provisión de personal y de los elementos necesarios para la realización de las pruebas. Independientemente de este ensayo se practicará una inspección ocular del tipo indicado en el Artículo 8.11.3.15. "Inspecciones periódicas".
8.11.3.15. Inspecciones periódicas Todo generador de vapor d agua de alta presión, deberá ser sometido anualmente a una inspección municipal. Cuando el resultado de la inspección fuese satisfactorio, la Dirección General de Fiscalización Obras de Terceros a través de la División Inspecciones Térmicas e Inflamables del Departamento Fiscalización de Instalaciones de la Dirección de Obras Particulares, extenderá la respectiva habilitación de 1 (un) año de validez, debiendo gestionar los propietarios de la instalación la misma ante la citada inspección, con antelación a su vencimiento. La inspección anual comprenderá una revisación completa, tanto interna (del lado del agua o vapor) como externa (del lado de los gases de combustión). El examen no deberá acusar la formación de incrustaciones, corrosión, picadura, grietas, reducción de espesores o debilitamientos en el material. Asimismo se verificará el estado de conservación de los accesorios, conexiones de vapor y agua y en general la persistencia de las condiciones existentes en el momento de la habilitación. La caldera deberá ser presentada, abierta y fría. El personal de inspección se encuentra facultado para solicitar la realización de una prueba hidráulica en las condiciones que fija el Artículo 8.11.3.14. "Ensayos de resistencia", cuando ofreciese dudas el resultado del examen ocular. Dicha prueba se realizará en todos los casos después de los 10 (diez) y 20 (veinte) años de la fecha de habilitación, como asimismo cuando el generador se haya encontrado fuera de servicio por un lapso mayor de 1 (un) año. En todos los casos el propietario de la instalación deberá proveer los elementos
y personal para la realización de las pruebas. El resultado no satisfactorio del examen anual, podrá ser causal, según los casos, de la no renovación del permiso; la disminución de la presión máxima de trabajo o la concesión de un permiso por un período menor de 1 (un) año. 8.11.3.16. Tuberías de conducción de vapor Las tuberías destinadas a transportar el vapor producido en el generador, deberán ubicarse alejadas de los lugares de trabajo, salvo en los tramos de acceso a las máquinas que alimentan. No deberá acusar escapes de vapor a través de las juntas. 8.11.3.17. Artefactos que reciben y utilizan vapor a) Todos los aparatos que reciben y utilizan vapor deberán ubicarse a una distancia mínima de 50 (cincuenta) cm de la Línea Municipal y eje separativo entre predios. Se construirán de forma tal de no producir derrames o escapes que puedan causar daños al personal o a las cosas. b) Los recipientes de forma diversa de una capacidad de más de 50 (cincuenta) litros que reciben vapor de agua proveniente de los generadores, con excepción de aquellos en los que 2 mediante disposiciones materiales eficaces se impide sobrepasar 300 (trescientos) g/cm la presión efectiva del vapor, cumplirán las siguientes condiciones: 1) Contarán con un manómetro con escala graduada, conectado directamente con el recinto sometido a presión, debiendo indicarse con una marca visible la presión máxima de trabajo. 2) Deberán poseer por lo menos 1 (una) válvula de seguridad, comunicada directamente con el recinto sometido a presión. 3) En la tubería de alimentación de vapor al recipiente a presión, se intercalará una llave de cierre hermético próxima al recipiente. Cuando la instalación cuente con más de un recipiente sometido a presión, cada uno llevará una llave de cierre hermético. 4) Cumplirán con las condiciones de presión, trabajo, ensayos de resistencia e inspecciones periódicas fijadas para los generadores de vapor de agua de alta presión. c) El vapor residual eliminado por las máquinas, no podrá ser arrojado directamente a la vía pública, lugar de trabajo ni causar molestias a terceros.
8.11.3.18. Transmisión de calor Sin perjuicio de las condiciones de ubicación fijadas en cada caso, los distintos componentes de una instalación de vapor de alta presión cumplirán el Artículo 4.10.3.1. "Instalaciones que transmiten calor o frío". 8.11.3.19. Siniestros En caso de explosión los propietarios darán cuenta inmediatamente a la Dirección General de Fiscalización Obras de Terceros, no debiéndose recomponer las construcciones deterioradas, ni tocar los fragmentos de la caldera y/o máquina afectadas, hasta que haya sido efectuado el reconocimiento correspondiente por parte del personal técnico destacado a tal fin. 8.11.3.20. Foguistas Todo generador de vapor de agua de alta presión deberá ser puesto y mantenido en funcionamiento por personas que posean matrícula expedida por la Dirección General de Fiscalización Obras de Terceros, de la categoría y con los alcances que fija el Decreto "Reglamentos para la concesión de matrícula de foguista".
8.11.3.21. Documentación necesaria para tramitar habilitaciones de instalaciones de vapor de alta presión Serán los indicados en el Artículo 2.1.2.3. "Documentos necesarios para tramitar habilitación de instalaciones mecánicas, eléctricas, térmicas y de inflamables". Los planos que se presenten indicarán: a) Plantas del edificio con ubicación del generador, tuberías de conducción y máquinas que reciben y utilizan el vapor. b) Corte del local de calderas. c) Planos de detalle del generador de vapor. d) Datos técnicos principales, marca y fecha de fabricación del generador de vapor. e) Dimensionamiento y cálculo de los materiales del generador con indicación de fórmulas empleadas y normas a las cuales las mismas se ajustan.
Los planos se adecuarán al Artículo 2.1.2.8. "Pormenores técnicos imprescindibles para planos de edificación e instalación, apertura de vía pública, mensuras, modificaciones parcelarias y habilitación", con excepción de la escala en que será ejecutado el de detalles de la caldera, para el que se utilizará 1:10. A la documentación citada se deberá agregar el certificado de fabricación expedido por el fabricante, quien deberá encontrarse registrado en la Municipalidad. En dicho certificado constará: a) Nombre y domicilio del fabricante; b) Modelo, serie y número de fabricación; c) Datos técnicos principales del artefacto que se identifica; d) Fecha de fabricación.
Cuando se trate de la instalación de generadores ya utilizados, el certificado de fabricación deberá ir acompañado del historial de la caldera, donde conste lugar o establecimiento y tiempo que fue utilizado. Esta constancia deberá encontrarse certificada por la autoridad de control correspondiente, cuando el lugar anterior de uso no fuese la Ciudad de Buenos Aires. Cuando se trate de generadores importados, el certificado de fabricación deberá estar convalidado por la Dirección de Aduanas. 8.11.3.22. Registro de fabricantes A los fines revistos en el artículo anterior, se crea un Registro de Fabricantes de Generadores de Vapor de Agua, en el cual deberán inscribirse todo aquellos que provean estos artefactos a establecimientos de la Capital Federal. Este Registro de Fabricantes cuya confección y control estará a cargo de la Dirección General de Fiscalización Obras de Terceros a través de la División Inspecciones Térmicas e Inflamables del Departamento Fiscalización de Instalaciones de la Dirección de Obras Particulares, contendrá los siguientes datos: a) Nombre de la razón social; b) Domicilio legal dentro del ámbito del municipio; c) Lugar de fabricación.
Cada una de estas empresas deberá llevar a su vez un libro-registro donde se asiente correlativamente, fecha de fabricación, características técnicas y destinatario de los generadores por ellas ejecutados. 8.11.3.23. Grabado sobre el cuerpo de la caldera Los datos que figuran en el certificado de fabricación, deberán ser grabados en forma indeleble y en lugar visible, sobre el cuerpo de la caldera. 8.11.3.24. Excepciones Quedan eximidas de solicitar permiso de habilitación e inspección anual, como del cumplimiento del Artículo 8.11.3.22. "Registro de fabricantes", aquellas instalaciones de vapor de alta presión, en las cuales el generador pueda contener un volumen no superior a 25 (veinticinco) litros. No obstante deberán ajustarse a los restantes artículos de esta reglamentación. 8.11.3.25. Instalaciones de vapor con presión máxima de trabajo en el generador no superior a 300 g/cm2 e instalaciones con caldera de agua caliente Las instalaciones de vapor con presión máxima de trabajo en el generador no superior a 300 g/cm2 y las que utilicen calderas de agua caliente, se encuentran sujetas a habilitación municipal. Su ejecución y funcionamiento se ajustarán al reglamento sobre el particular se dicte oportunamente.
PROBLEMAS AMBIENTALES Contaminación ambiental El aire atmosférico está constituido por aire seco y vapor de agua en proporciones variables. El aire seco es una mezcla de varios gases, siendo los más importantes el oxígeno que constituye el elemento básico de la vida formando parte de los procesos de combustión y el nitrógeno que constituye un gas inerte. Además, existen pequeñas cantidades de dióxido de carbono producto de los procesos de combustión, fermentación y desprendimientos naturales e industriales y otros gases, tales como el argón, neón, cripton metano, ozono. etc. De esa manera, puede considerarse en general la composición del aire seco de la siguiente manera: • • • •
Nitrógeno: 77% Oxigeno: 22% Dióxido de carbono: 0,04% (variable) Otros gases: 0,96%
Las alteraciones de la composición del aire es un hecho que normalmente se produce por efectos naturales como las erupciones volcánicas, terremotos, incendios forestales, emanaciones de polvo, polen etc., pero las mismas han sido incrementadas en los últimos años por el gran desarrollo tecnológico de la humanidad, sustentada en la explotación de los combustibles fósiles, con la aparición de enormes complejos fabriles, grandes ciudades y un aumento considerable de los medios de transporte automotor. De modo que, junto a la industrialización tendiente al bienestar y el aumento del nivel de vida de las personas, aparece el problema de la contaminación ambiental constituido por la presencia en el aire de sustancias que implican riesgo de daño para la vida animal y vegetal así como los bienes de cualquier naturaleza. Por ello, cuando estas materias ponen en peligro la salud del hombre, su bienestar o recursos, directa o indirectamente, se los denominan contaminantes ambientales. Los contaminantes ambientales pueden ser clasificados en: • •
Primarios Secundarios
Contaminantes primarios Los contaminantes primarios son sustancias vertidas directamente a la atmósfera desde los focos emisores, los que pueden ser:
Gaseosos • • • •
Dióxido de Azufre ..........SO2 Monóxido de Carbono..... CO Óxidos de Nitrógeno ...... NO Hidrocarburos ................. HC
No gaseosos • •
Líquidos: Hidrocarburos inquemados Sólidos: - Partículas en suspensión: de 0 a 10 micrones de diámetro y por tanto volátiles. - Partículas sedimentables: de diámetro superior a 10 micrones, al ser más pesadas tienden a depositarse sobre los elementos o el suelo.
Aerosoles Producto de la dispersión de contaminantes sólidos y líquidos en un medio gaseoso. Pueden mantenerse en suspensión durante cierto tiempo y su diámetro es de 0,1 a 50 micrones.
Contaminantes secundarios Los contaminantes secundarios no son vertidos directamente a la atmósfera y se producen como consecuencia de las transformaciones y reacciones químicas o fotoquímicas que sufren los contaminantes primarios en la misma. Smog atmosférico Las principales alteraciones producidas por los contaminantes ambientales son la formación del smog atmosférico. La palabra inglesa smog proviene de smoke: humo y fog: niebla, se usa para designar la contaminación atmosférica que se produce como resultado de la combinación en unas determinadas circunstancias climáticas de ciertos contaminantes emitidos a la atmósfera. Hay dos tipos diferentes de smog: • •
Smog industrial Smog fotoquímico
Smog Industrial El llamado smog industrial es el producido por los contaminantes primarios por efecto de las emisiones de los gases de escape de las chimeneas de las instalaciones de combustión para generación de calor y energía eléctrica y procesos industriales, tanto por la cantidad como por los tipos de contaminantes emitidos. Especial atención merecen las centrales térmicas de producción de electricidad cuando los combustibles utilizados son el carbón y el fuel-oil. Durante el proceso de combustión se libera a la atmósfera el azufre contenido en el combustible en forma de anhídrido sulfuroso (SO 2), junto con otros contaminantes como óxidos de nitrógeno(NO), dióxido de carbono (CO 2), metales pesados y una gran variedad de sustancias.
Cuando se utiliza como combustible el carbón, se emiten abundantes partículas finas que pueden ser trasladadas a grandes distancias. En la actualidad, en las grandes ciudades ya no se queman los combustibles que originan este tipo de contaminación o se emplean eventualmente en instalaciones con sistemas de depuración o simplemente se utiliza el gas natural y raramente se encuentra este tipo de polución en las mismas. El gas natural es el combustible no renovable más limpio que actualmente se dispone, siendo despreciable su producción de contaminantes en el proceso de la combustión con respecto a los otros energéticos, dado que prácticamente no contiene azufre y por ese motivo la tendencia al uso del gas para calefacción, sustituyendo al gas-oil, fuel oil o carbón utilizados antiguamente. Sin embargo, como se verá posteriormente los gases de la combustión del gas natural contribuyen al problema ambiental del calentamiento global. Por otra parte, el automóvil tiende a incrementar los problemas de contaminación atmosférica por efecto de los gases que se emiten por los caños de escape, como el monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NO), hidrocarburos no quemados (HC) y compuestos de plomo. Los principales contaminantes emitidos por los vehículos que utilizan motores de ciclo diesel como camiones y autobuses, son partículas sólidas en forma de hollín que da lugar a los humos negros, hidrocarburos no quemados (HC), óxidos de nitrógeno (NO) y anhídrido sulfuroso(SO 2) procedente del azufre contenido en el combustible. Smog fotoquímico En muchas ciudades el principal problema lo constituye la producción de contaminantes secundarios lo que origina el llamado smog fotoquímico. Las reacciones fotoquímicas que originan este fenómeno se producen cuando la mezcla de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos volátiles reaccionan inducidos por la luz solar, en un complejo sistema de reacciones que forma ozono (O 3) que es una molécula que sigue reaccionando con otros contaminantes presentes en el aire. Esta reacción se ve favorecida en los casos de fuerte sol y poco viento, ya que dificultan la dispersión de los contaminantes, produciendo el oscurecimiento de la atmósfera dejando un aire teñido de color marrón rojizo cargado de componentes dañinos para los seres vivos y los materiales. Aunque prácticamente en todas las ciudades del mundo hay problemas con este tipo de contaminación, es importante las que están en lugares con clima seco, cálido, soleado, con poco viento y tienen muchos vehículos. Dispersión de los contaminantes Las principales variables meteorológicas a considerar por la influencia en la diseminación de los contaminantes que componen el smog son determinadas por la acción del viento:
• •
Con viento: dispersión convectiva horizontal, que depende de la velocidad y dirección del mismo. Sin viento: dispersión convectiva vertical, que depende de la estabilidad atmosférica y del fenómeno de la inversión térmica de las capas de la atmósfera.
El viento realiza el transporte convectivo de los contaminantes, produciendo su dispersión horizontal y por lo general, una mayor velocidad del mismo reduce las concentraciones al nivel del suelo, ya que se produce una mayor dilución y mezcla. Sin embargo, en caso de no existir vientos el desplazamiento es convectivo vertical y constituye el principal factor que ayuda a la precipitación seca de las substancias contaminantes o la lluvia ácida porque es uno de los determinantes de su permanecía en la atmósfera. En efecto, en la situación normal de la atmósfera, la temperatura desciende con la altitud lo que favorece el ascenso por convección natural de los humos emitido por las chimeneas, que al ser más caliente son más livianos y de esa forma arrastran los contaminantes hacia arriba, lo que favorece su dispersión. Sin embargo, suele producirse una situación de inversión térmica cuando una capa de aire más cálido atmosférico se ubica sobre el aire superficial frío y de esa manera, impide la ascensión convectiva natural de los gases con los contaminantes. En esas condiciones, los humos al no poder dispersarse se van acumulando y en la medida que no circulen vientos son atrapados debajo de dicha capa, originándose el smog fotoquímico al incidir el sol, con las consecuencias detalladas precedentemente. Efectos que provoca la contaminacion ambiental Los problemas producidos por la contaminación atmosférica dependen principalmente de la concentración y tipo de contaminante, del tiempo de exposición y de las fluctuaciones temporales en las concentraciones, así como de la sensibilidad de los receptores. Existen pruebas fehacientes que en general, las concentraciones elevadas de contaminantes en el aire son peligrosas para los seres humanos y animales y se ha comprobado la relación existente entre la contaminación atmosférica, producida por partículas en suspensión de anhídrido sulfuroso y la aparición de dificultades respiratorias y afecciones pulmonares. Las plantas muestran una especial sensibilidad a la mayor parte de los contaminantes del aire y sufren daños significativos a concentraciones mucho más bajas que las necesarias para causar efectos perjudiciales sobre la salud humana y animal. Por otra parte, se está prestando más atención, tanto por sus repercusiones económicas así como por los daños irreparables que la contaminación ácida causa sobre los objetos y materiales de las ciudades, así como los
monumentos de alto valor histórico o artístico, la que es favorecida por la presencia de partículas depositadas por la humedad y la temperatura. Además, la presencia de contaminantes en la atmósfera produce la absorción y dispersión de la luz solar, acompañados de una notable reducción de la visibilidad. Calentamiento global Otro problema ambiental importante lo constituye el calentamiento global que se produce como consecuencia de la emisión de gases de invernadero a la atmósfera como el dióxido de carbono (CO2) dado que sus efectos tienden a alterar los ecosistemas actuales. Uno de los factores fundamentales que lo originan es el excesivo consumo energético de combustibles fósiles por parte de los países desarrollados, por lo que es necesario imperativamente aumentar la eficiencia energética para reducir su consumo y propender al uso de fuentes de energías no contaminantes como lo representan las derivadas de la energía solar. En la figura se detalla en forma esquemática el proceso de calentamiento global de la tierra debido a la absorción de calor por efecto de la radiación luminosa que llega procedente del sol, atravesando el aire atmosférico.
Detalle esquemático del proceso de calentamiento de la tierra
A la vez, parte de ese calor absorbido es reenviado por la tierra al espacio exterior en forma en radiación infrarroja no visible, pero la atmósfera tiene la propiedad de no dejarla pasar, reteniendo de esa manera casi el 90% el calor que se perdería y por ello, realiza un efecto regulador del calor captado, manteniendo una temperatura superficial promedio global de aproximadamente 15°C que permite el desarrollo de la vida humana.
Este efecto es similar al que produce o un vidrio o una substancia plástica trasparente en la ventana de un local como se observa en la figura, que dejan pasar la radiación solar en forma de luz visible hacia los objetos interiores y de esa manera, una parte de esa energía absorbida se convierte en calor y aumenta su temperatura y otra se elimina mediante la emisión de radiación infrarroja no visible hacia el exterior, pero la misma no es trasparente a esas radiaciones.
Detalle de acción solar sobre el vidrio
Este calor que queda almacenado dentro del recinto, resulta beneficioso en invierno y se usa en los invernaderos para el cultivo de plantas y es el principio en que se basa el funcionamiento de los colectores solares térmicos y el desarrollo de la arquitectura solar como se ha indicado precedentemente. El efecto invernadero en la atmósfera es un fenómeno natural y necesario, pero no es producido por el oxígeno y el nitrógeno que la componen, dado que son moléculas transparentes tanto a la luz solar como a la radiación térmica emitida por la tierra hacia el cosmos, sino fundamentalmente por el dióxido de carbono (CO2) y el vapor de agua que constituye la humedad y las nubes y en menor proporción por el metano, óxido nitroso, los clorofluorocarbonos (CFCs) y el ozono. De esa manera, esos gases que forma parte de la atmósfera actúan como el vidrio o el plástico trasparente de un invernadero y por ese motivo se los denominan gases de invernadero, porque actúan bajo el mismo principio, permitiendo el paso de la luz solar e impidiendo escapar el calor en forma de radiación infrarroja. hacia el espacio exterior, constituyendo de esa manera un efecto natural que permiten mantener una temperatura promedio adecuada para el desarrollo de la vida. Pero ocurre que la concentración de CO2 y en menor proporción los otros gases invernadero, han crecido rápidamente en los último años debido a la alta emisión y de esa forma, la energía calorífica almacenada tiende a producir un aumento de la temperatura promedio de la tierra y como consecuencia, se están originando cambios climáticos que modifican los ecosistemas y a ese problema medioambiental se lo denomina calentamiento global. Uno de los motivos principales del incremento de la concentración de CO 2 lo constituye la emisión indiscriminada de los gases de la combustión de los combustibles fósiles como el petróleo, gas o carbón, producida
fundamentalmente por el desarrollo de las industrias y el transporte automotor especialmente en los países mas desarrollados. Efectos que provoca el calentamiento global Entre los efectos que produce el calentamiento global se pueden mencionar entre otros, las siguientes: • • •
Incremento de las precipitaciones en zonas lluviosas. Aumento de sequedad del ambiente en las zonas áridas. Fusión del hielo polar lo que tiende a elevar el nivel de los mares, lo que a corto plazo puede provocar la inundación de ciudades costeras.
Debe destacarse que este efecto se ve atenuado paradójicamente por la contaminación producida por el humo y el polvo atmosférico, ya que bloquean parcialmente los rayos solares y producen un descenso de la temperatura. Medidas a adoptar Estadísticas actuales determinan que la mayor emisión de contaminantes y de CO2 son producidos por los países mas desarrollados del mundo y las estadísticas están detectando una tendencia inercial en los actuales comportamientos, produciéndose un incremento continuo en el consumo de energía por persona, con el consecuente aumento de la emisión de gases contaminantes y de invernadero. Por ello, es imprescindible adoptar especialmente en esos países, medidas tendientes al uso de recursos energéticos no contaminantes y lograr una mayor eficiencia energética de los sistemas actuales, reduciendo al mínimo la polución y por otro lado propender al desarrollo de una tecnología basada en energéticos no contaminantes. De las posibles medidas que pueden tomarse para aprovechar la energía no contaminante proveniente de la energía solar se pueden mencionar las siguientes: • •
Empleo de la energía renovable en edificios para producir calor para agua de consumo o calefacción con paneles solares térmicos o para generar electricidad con paneles solares fotovoltaicos o aerogeneradores eólicos. Aplicación de pautas de arquitectura bioclimática, tanto en lo que se refiere a climatización a través de aislamientos y protección ante el calor y el frío, así como la iluminación natural, la sustitución de las lámparas convencionales por las de bajo consumo y el empleo de la ventilación natural para la renovación del aire.
En cuanto a medidas inmediatas a adoptar, relacionadas con la reducción y más eficiente uso actual de las energías convencionales en la etapa de transición hacia el uso de las energías renovables y no contaminantes se pueden indicar: • •
Mejora en la operación y en el mantenimiento de los equipos orientados al ahorro de combustibles y de electricidad. Aumento de la eficiencia de los equipos existentes e introducción de componentes
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auxiliares que aprovechen mejor los diferentes flujos energéticos en la industria. Reemplazo de los equipos o sistemas existentes por otros de menor consumo energético. Cogeneración o sea la producción combinada de calor y electricidad con mayor eficiencia energética global. Desarrollo de edificios inteligentes con sistemas de control tendiente a la reducción del consumo energético Adopción de ahorro de materiales y de recuperación y reciclaje de los residuos para evitar un mayor consumo de aquellos y por tanto, una reducción de las emisiones de gases. Fomento del uso del transporte público de pasajeros. Utilización de vehículos con tracción eléctrica como trenes o subterráneos generada en lo posible sin el empleo de combustibles fósiles.
El problema de disminuir la contaminación ambiental y contener el calentamiento global es un gran reto para la humanidad y por ello, es necesario que especialmente los países mas desarrollados, realicen todos los esfuerzos necesarios destinados por un lado a aumentar la eficiencia energética para reducir el consumo de combustibles y por otro, aprovechar lo antes posible todos los recursos renovables no contaminantes como lo constituyen las fuentes de energéticas provenientes de la energía solar. Referencia: Capítulo XII de nueva edición del libro Energía Solar-Ing.Quadri
