Evolución del sector de la climatización en los últimos 50 años: confort, calidad y eficiencia energética

Para elaborar este artículo, hemos recabado la opinión de los miembros del Comité Técnico de Atecyr y con las vivencias escuchadas, unida a la narrativa de nuestra conferencia inaugural del 'Curso de Experto en Climatización, Historia, presente y futuro de la climatización', hemos podido estructurar, de forma somera, el siguiente artículo histórico. Podrán ver que hemos seguido una estructura binomial tecnología-ingeniería, exponiendo los avances tecnológicos habidos en el sector y la evolución en la forma de concebir estos sistemas, en tanto que, la aplicación del ingenio técnico para su concepción final.

La evolución tecnológica sufrió sus primeros cambios por la propia innovación e investigación de fabricantes en particular y de la sociedad científica en general, también por tendencias propias del mercado. Las últimas transformaciones han sido fruto de exigencias reglamentarias (fundamentalmente en la última década) por los distintos mecanismos técnicos y legislativos por todos conocidos.

A lo largo de todos estos años se asiste no sólo a la aparición de nuevos equipos, sino también al desarrollo y perfeccionamiento de los procedimientos de cálculo y a los datos de partida necesarios para implementar dichos cálculos. Así por ejemplo se inicia la recogida de datos meteorológicos tanto de temperatura seca como húmeda y de radiación solar; se introduce y perfecciona el concepto y criterio de ventilación, arrastrado este último por los avances en el campo de la Higiene Industrial que se ocupa preferentemente de evitar las enfermedades profesionales en los centros de trabajo. La posibilidad de operaciones computacionales resulta decisiva en la precisión, exactitud y seguridad de los cálculos técnicos.

El binomio tecnología-ingeniería es notorio, por ejemplo, cuando se comienza a considerar con mayor exigencia el nivel acústico de los locales climatizados y ello arrastra un diseño más cuidadoso no sólo de los equipos propiamente dicho, sino de las redes de distribución de agua y aire, fuente de ruidos indeseables en las instalaciones de confort.

Nos gustaría aclarar en este punto del artículo que el acondicionamiento de aire es un proceso de tratamiento del aire de los locales habitados, regulando las condiciones de temperatura, humedad, limpieza (renovación y filtrado) y movimiento del aire dentro del mismo buscando el bienestar de sus ocupantes. En el mercado de la climatización se ha acuñado el término de aire acondicionado o calefacción, en vez del término adecuado que es acondicionamiento de aire.

Las primeras instalaciones de climatización que existieron se utilizaron para ambientes industriales y se remontan al comienzo del siglo XX en los EE UU (y a finales del XIX). A partir de ahí, los avances tecnológicos de los fabricantes y la forma de trabajar en el diseño de la propia instalación por parte de las ingenierias fueron sufriendo transformaciones, hasta llegar a los años 60, década en la que el sector, influído por la tecnología procedente de Estados Unidos, en España durante un tiempo sólo se instalaban sistemas de fan-coils o de caudal de aire variable. A finales de la decada de los 60, se fabricaban aparatos autónomos de acondicionamiento de aire de 9.000 a 90.000 frigorías/h, de condensación por agua y, salvo algunos accesorios, todo era de fabricación española.

En la década de los 60 se calculaban las instalaciones en régimen permanente, no porque se desconociera la existencia del régimen transitorio, con sus secuelas de acumulación y retraso de la carga térmica, sino por la imposibilidad de solventar en tiempo las ecuaciones diferenciales que rigen la transferencia térmica. Las instalaciones en general eran diseñadas con el criterio prácticamente único de dar las prestaciones adecuadas, especialmente en el momento punta. No se hablaba de energía, de su coste, ni de su escasez, y mucho menos de cómo afectaba al medio ambiente.

“Hace 50 años las instalaciones en general eran diseñadas con el criterio prácticamente único de dar las prestaciones adecuadas; no se hablaba de energía, de su coste, ni de su escasez y mucho menos de cómo afectaba al medio ambiente”

En una época poco asociativa, y menos acostumbrada aún a organizaciones no lucrativas, un grupo de técnicos españoles estimó, en 1974, la necesidad de agruparse para conseguir un mejor desarrollo e implantación de las tecnologías de climatización, calefacción y frío en nuestro país.

Conocíamos el gran desarrollo que estas técnicas habían conseguido en otros países, gracias al esfuerzo desinteresado de las asociaciones de profesionales. El caso de ASHRAE, con sus publicaciones y reuniones semestrales era paradigmático. Los libros de la asociación americana eran ya la ‘Biblia’ de todos los que querían estudiar con cierta profundidad, esta rama de la ingeniería. En España, en aquella época, el sector estaba muy poco profesionalizado y tecnificado, en muchos casos el instalador calculaba el número de elementos de un radiador por aproximación, ‘a ojo’, y los más expertos, llegaban a contar el número de losetas del solado, y conforme a unas tablas que circulaban por el sector, determinaban la potencia del radiador, etc.

El hecho es que ante este ambiente, muchos ingenieros que habían terminado recientemente su carrera, expresamos a los más veteranos nuestras inquietudes y la necesidad de profesionalizar el sector. A lo largo de 1974 se fueron desarrollando diversas conversaciones y reuniones entre los ingenieros que teníamos esas inquietudes y que, de distintas formas, pudimos llegar a aunar nuestros esfuerzos. Es difícil recordar la totalidad de los nombres de todos aquellos que, de alguna forma, llegaron a expresarse y actuar desde Mallorca, Barcelona, Madrid y otros puntos de España, con el fin de constituir una asociación profesional no lucrativa. Debemos recordar aquí al ingeniero americano Sr. W.H. Perry, que desde su residencia de Palma de Mallorca, como jubilado, pero con gran dinamismo, nos sugirió la creación de la asociación y la posible colaboración institucional con ASHRAE: El Sr. Perry fue designado socio de honor de la asociación en la segunda Asamblea General.

Después de muchas reuniones y conversaciones, un grupo de profesionales decidimos trasladarle nuestras inquietudes al entonces ex ministro de la Vivienda, Vicente Mortes Alfonso, Ingeniero de Caminos, que había demostrado un profundo conocimiento de los problemas del sector inmobiliario y había conseguido desarrollar una normativa técnica novedosa en la edificación. Con gran asombro por nuestra parte, el Sr. Mortes nos atendió con especial amabilidad, pero, sobre todo, con gran interés, urgiéndonos en la constitución de la Asociación y aportándonos su inagotable experiencia. En seguida advertimos que se encontraba a gusto en el proyecto y que su participación iba a ser mucho más dinámica y participativa de lo que hubiéramos podido imaginar.

Ante su magnífica respuesta y entendiendo asegurada la aprobación gubernativa de la Asociación con participación, fueron redactados unos estatutos iniciales y los socios fundadores acordamos reunirnos en un acto fundacional. Una vez resueltos los requisitos administrativos, el 22 de enero de 1975 se celebró la primera Rueda de Prensa de presentación de ATECYR. Su presidente, Mortes Alfonso declaró: “Normalización, información, enseñanza, control de calidad, lucha contra la polución y ahorro de energía, pueden considerarse como nuestros objetivos principales. Cada vez hacen falta más y mejores técnicos, y la única forma de mantener sus conocimientos al día es creando una organización interprofesionales que se ocupe de su formación permanente, pues no hay que olvidar que las técnicas necesarias para salir airosamente del constante reto diario de la evolución tecnológica son tan recientes que, muchas de ellas, han sido descubiertas después de haber terminado nuestros profesionales sus estudios académicos”.

Al recordar hoy esta primera intervención hace más de 40 años, en la que ya se hablaba de ahorro energético, comprobamos con una enorme satisfacción, lo visionarios y estratégicos que fueron los fundadores de Atecyr en un momento en el que ni siquiera estaba en marcha el protocolo de Kioto.

Aparecen las primeras plantas enfriadoras con refrigerantes halogenados (para elevar la seguridad de las instalaciones evitando explosiones e intoxicaciones que prouducían los refrigerantes naturales) y las primeras plantas enfriadoras agua-aire. En paralelo, aparecen los primeros compresores semi-herméticos y herméticos accionados electricamente. Al final de la decada de los 80 aparecen los compresores de tornillo semi-herméticos.

Los sistemas de control evolucionan utilizando sensores y actuadores eléctricos y neumáticos, P, PI, PID.

Existe una mejora sustancial de las unidades terminales y de difusión introduciendo sistemas de caudal variable. En los años 80, Europa inició un camino diferente, basado en el bienestar, y experimentó y desarrolló soluciones más avanzadas que las americanas, sistemas que hoy son las que lideran el mercado. Entre otros, los sistemas radiantes, el retorno de la inducción y, como no, la aparición de los sistemas de expansión directa. También se produce una gran mejora en la reducción de dimensiones de los equipos y en la disminución de los niveles sonoros.

La evolución tecnológica quizás no es excesiva, pero las gamas de equipos, sus características constructivas y de diseño, han mejorado sustancialmente desde los años 90.

“La evolución tecnológica quizás no es excesiva pero las gamas de equipos, sus características constructivas y de diseño, han mejorado sustancialmente desde los años 90”

Se mejoran los conceptos de diseño de distribucion de agua aumentando la temperatura de agua refrigerada y disminución de la temperatura de agua caliente; se mejora la calidad de todos los equipos como efecto de la entrada en vigor de normas EN e ISO (motores, compresores, ventiladores, bombas etc.), armonizadas en pro de un mercado único; se aprovecha toda la posiblidad de los combustibles (aprovechamiento de la condensacion del agua de los humos) mediante las calderas de baja temperatura y de condensación.; comienza la desaparición de carbón, fuelóleo y gasóleo como fuentes energeticas a favor y dominio del gas natural; desaparecen refrigerantes dañinos para la capa de ozono (los que contienen cloro).

También se produjeron cambios importantes en el diseño como consecuencia de la necesidad de repartición de gastos (Directivas Europeas y RITE) y de aprovechamiento de la energía. Como consecuencia, existe la utilización intensiva del aire exterior como medio de refrigeración (sobre todo en invierno y medias estaciones) con la ayuda del enfriamiento adiabático. Aparecen los compresores frigoríficos rotativos (de paletas, scroll, de tornillo, centrífugos) y desaparecen los compresores alternativos de pistón.

Alrededor de los años 2000, hay un gran avance con los sistemas de control a través de los Sistemas de Gestión Técnica Centralizada, con gran avance en general de la electrónica en todos los equipos e instalaciones. Hoy en dia las técnicas de control, regulación, transmisión de datos, manipulación de los mismos, simulación ‘in tempo’, transforman la información en conocimiento y permiten una eficiencia impensable no sólo hace 50 años, sino probablemente no vaticinable hace sólo 25 años.

A nivel de cálculo, la situación ha cambiado drásticamente de manera que el proyectista sigue manteniendo un ojo puesto en el momento de carga punta, mientras que el otro se extiende hacia una integral extendida a todo el período de funcionamiento la cual va a suministrar no sólo la demanda energética sino el consumo y por ende el rendimiento de los equipos. Es decir, aparece la ‘simulación’ no sólo de la epidermis del edificio sino del comportamiento edificio-instalación. Destacamos el papel de los ingenieros e incidimos en su capacidad actual para realizar proyectos internacionales, estamos a uno de los mas altos niveles mundiales, pese a lo cual, remarcar que es necesario a base de formación, mejorar el nivel medio de nuestros técnicos.

La termografía infrarroja es una herramienta muy útil para detectar fugas y pérdidas energéticas y poder optimizar la eficiencia energética de un edificio.

Aprovechamos para exponer los que pensamos que nos deparará el futuro próximo en el sector del aconidicionamiento del aire. En primer lugar, el uso creciente de fuentes renovables para la producción de energía térmica, y esta vez, sin ayuda de subvenciones: biomasa, solar térmica, solar fotovoltáica, aerotermia, hidroteria y geotermia. Y en segundo lugar, en el diseño se considerará la posibilidad de generar energía eléctrica y calor a través de la cogeneración, mini y micro, asi como la producción térmica a través de centrales urbanas y descentralización de producción de frío en viviendas y la autogeneración de energía eléctrica en las mismas.

Hoy en día, los programas de cálculo mediante ordenador (prácticamente se ha abandonado el cálculo manual) realizan no solo el cálculo de la carga térmica en régimen transitorio (tanto para régimen de verano como de invierno), sino que también obtienen sin trabajo adicional la demanda energética en intervalos de tiempo variables y analizando la contribución de los diferentes factores de carga a dicha demanda y la contribución de la energías renovables en el uso final de la energía.

En estos últimos años también estamos viviendo una metodología de trabajo colaborativa para la creación y gestión de un proyecto de construcción, Building Information Modeling (BIM). Su objetivo es centralizar toda la información del proyecto en un modelo de información digital creado por todos sus agentes. BIM supone la evolución de los sistemas de diseño tradicionales basados en el plano, ya que incorpora información geométrica, de tiempos, de costes, ambiental y de mantenimiento.

En toda esta evolución del sector, Atecyr ha sido un compañero de viaje que se ha preocupado de la reglamentación, de divulgar conocimiento y ofrecer un punto de encuentro de experiencias, inquietudes y sabiduría. El camino recorrido ha estado marcado por la estrecha relación con la revista El Instalador y muy especialmente por Javier Izquierdo, la persona que ha trabajado la conexión y cercanía entre Atecyr y El Instalador.

El Instalador tiene muchos y muy atractivos retos en los que cuenta con Atecyr, así como Atecyr está llevando a cabo interesantes proyectos en los que cuenta con El Instalador.

¡Felices 50!