Texto de referencia

"Porque si el efecto invernadero no llega a producirse, conforme sostienen una parte de los metereólogos y otros científicos, habremos perdido los gastos de tener el aire, el agua y la tierra más limpios que ahora mismo; pero si se prefiere ahorrar en ellos y apostar a que el clima se autocorregirá naturalmente, la catástrofe ambiental "sólo" probable puede terminar con la especie humana del planeta Tierra. (...)
Y como la "belleza es ante todo salud" (...) esto lleva al empleo de las energías naturales como factor esencial del bienestar. (...)
El dominio de un espacio propio, claro está, no puede ser completo si la persona que desarrolla en el mismo una parte de su tiempo no lo percibe como parte de su propia vivencia. "

"Economía, ética y estética de las energías renovables". Julio Rafels, Director de Relaciones internacionales de ASENSA, miembro de la Red Mundial de Energías renovables de la UNESCO.
Correo de la Construcción, pàg 8. Del 9 al 23 de Febrero de 1996

Se entiende por energías renovables aquéllas que pueden ser recuperables cíclicamente de una forma natural y su utilización no contribuye a la contaminación del medio ambiente.

Aunque tras la crisis del petróleo se potenció el uso de energías renovables, éstas no llegaron a instaurarse realmente porque el precio del barril de petróleo se estabilizó y el coste de las instalaciones no resultaba competitivo desde un punto de vista meramente económico. Sin embargo, actualmente hay otros argumentos que justifican su utilización como son la protección del medio ambiente y el valor añadico de calidad de vida que para cada individuo supone el aprovechamiento de las energías naturales.

Además, la tecnología ha desarrollado técnicas que pueden hacerlas competitivas con respecto a las convencionales.

Con datos del año 1996, se valora que la aportación de las energías renovables al balance energético general es aún bajo (3,4% en Cataluña, 2,7% en el conjunto de España y 1,8% en el conjunto de la Comunidad Europea), aunque se está promoviendo su incremento en años próximos. En este sentido, el Proyecto RESET (Renewable Energies Strategy in European Towns. Barcelona, Glasgow, Grand Lyon, Turin y S. Petesburg) tiene como objetivo generar estrategias para que en el año 2.010 el 15 % del total de la energía consumida se obtenga a partir de energías renovables.

En nuestro país, el sector del transporte es el mayor consumidor de energía y, a la vez, es el más contaminante. En los últimos años se ha incrementado notablemente el consumo de los sectores de la vivienda y comercio-terciario y, en cambio, el del sector industrial ha disminuido.

Entre las energías renovables, la energía hidráulica es la que produce mayor cantidad de Kw-h, seguida a mucha distancia por la eólica, solar-fotovoltáica y biomasa.

La energía hidraúlica aprovecha la diferencia de altura manométrica del agua, que provoca una velocidad en el agua suficiente para hacer girar una turbina. Ésta se halla conectada a un sistema de generadores eléctricos que producen electricidad. Por lo tanto, la potencia de una instalación hidráulica dependerá de la altura manométrica y del caudal del agua.

Las grandes centrales hidráulicas abastecen a amplias zonas urbanas. Cabe señalar que a una escala menor es interesante construir pequeñas centrales hidráulicas que, aprovechando saltos de agua en los cauces fluviales, generan electricidad para edificaciones rurales o agrarias.

La energía solar se aprovecha mediante captación pasiva y activa. De la primera se ha tratado en la Ficha 3.4 aunque conviene recordar que, en líneas generales, consiste en optimizar el diseño del edificio para hacer mínimas las necesidades de calefacción y refrigeración adicionales.

La captación solar activa se realiza mediante paneles captadores que convierten los rayos solares en energía térmica o eléctrica (fotovoltaica). La energía solar térmica tiene su aplicación fundamental para producir agua caliente sanitaria, calentar el agua de piscinas y, en algunos casos, para calefacción. Los captadores solares son actualmente un sistema muy adecuado para el suministro de agua caliente sanitaria. Según las latitudes, entre 2 y 4 m2 por familia (media de 4 personas) permiten garantizar un suministro suficiente de agua caliente sanitaria, con el consiguiente ahorro de energías convencionales. En Grecia o Turquía, paises en los que por su orografía y múltiples islas, el transporte de las redes eléctricas y de combustible es muy costoso, se han implantado masivamente equipos compactos para la captación y almacenamiento de agua caliente sanitaria.

La energía solar fotovoltaica puede resultar competitiva para electrificar emplazamientos relativamente alejados de las líneas eléctricas, como edificaciones rurales, instalaciones de bombeo de agua, señalización, alumbrado público, etc. Otra aplicación interesante en áreas urbanas es la integración de los paneles fotovoltáicos en las cubiertas o fachadas de los edificios y la conexión de la instalación a la red pública, pudiéndose llegar a vender el excedente de energía eléctrica fotovoltaica a las compañías suministradoras de energía eléctrica convencional.

La energía eólica se aprovecha mediante aerogeneradores que convierten la fuerza del viento en energía mecánica (bombeo de agua) o eléctrica. Actualmente, la existencia de aerogeneradores de gran potencia hace posible la construcción de parques eólicos en zonas especialmente favorables (como el parque eólico del Baix Ebre en Cataluña o el parque tecnológico de Granadilla situado al sur de la isla de Tenerife), pudiendo generar electricidad para asentamientos urbanos.

La energía de la biomasa no es estrictamente una energía renovable, sino el resultado de la transformación de ciertos cultivos (especies vegetales y algas) y de residuos orgánicos (animales, vegetales o urbanos), mediante procesos diferentes como la pirólisis, gasificación o la incineración. La energía obtenida se aprovecha para la producción de electricidad con una turbina de vapor o directamente para la generación de calor.

La pirólisis y la gasificación son procesos bioquímicos que, mediante acciones bacteriológicas consiguen la degeneración de la materia natural (normalmente de ganado), produciéndose gas metano y residuos orgánicos. El gas es aprovechable directamente y el residuo orgánico sirve como abono.

La energía geotérmica aprovecha el calor de la tierra, y su utilización se limita a zonas muy concretas dependiendo de las condiciones geológicas. Aunque constituye una energía alternativa, no es una energía renovable en sentido estricto porque utiliza recursos no renovables.

Se distingue entre instalaciones de baja y alta entalpía, según la capacidad de energía almacenada. Las instalaciones de baja entalpía aprovechan los recursos para el calentamiento de agua sanitaria o de viviendas, mientras que las instalaciones de alta entalpía se emplean para producir electricidad mediante generadores y turbinas de vapor.

Es necesario incorporar las energías renovables a nivel urbano y sobre todo a nivel del edificio si queremos reducir el consumo de los recursos naturales y preservar el medio ambiente. Además, las tecnologías ofrecen, en algunos casos, sistemas competitivos para implantarlas. La elección del tipo de energía renovable más adecuada dependerá fundamentalmente de las condiciones del emplazamiento (latitud, vientos, orografía, etc.) y de la instalación a la que se apliquen.

En la aplicación de energías renovables se ha de distinguir entre las soluciones centralizadas y las descentralizadas. Las primeras se generan en una central de producción y necesitan una red de distribución, y las segundas, que cada vez se utilizan más, se instalan en el lugar de uso. El objetivo sería construir edificios que tuvieran el máximo de autonomía energética, incorporando energías renovables.

- La energía hidráulica es la más utilizada, aunque su aprovechamiento como fuente de energía eléctrica depende de las condiciones orográficas y climatológicas de los países. Últimamente se están recuperando minicentrales hidroeléctricas que aprovechan saltos de agua principalmente para la electrificación de contrucciones rurales o agrarias.

- La energía solar térmica resulta muy competitiva para la producción de agua caliente sanitaria a nivel de edificio. Se capta mediante paneles solares que se colocan, en general, en la cubierta del edificio.

- La energía solar fotovoltáica se aplica a las instalaciones eléctricas. Normalmente la captación se hace en el edificio en el que se utilizará incorporando los paneles en cubierta o fachada. Sin embargo, también existen grandes centrales fotovoltáicas como la de Toledo, que tiene una potencia instalada de 1 MW.

- La energía eólica puede utilizarse para generar electricidad o energía mecánica. Se aplica a nivel individual en construcciones rurales y también se construyen parques eólicos que pueden abstecer a asentamientos urbanos.

- La energía de biomasa se utiliza como combustible, para calderas, hornos y generadores de vapor, y también para vehículos (biogas). Es una aplicación muy interesante para reutilizar los residuos sólidos urbanos.

- La energía geotérmica será viable según las condiciones geológicas de la zona y las tecnologías aplicadas. Existen algunos ejemplos como una red de calor alimentada con energía geotérmica en una zona residencial milanesa. Mediante la explotación de un pozo geotérmico en la cuenca del río Po, situado en los alrededores de Milán, se obtiene agua caliente para alimentar una red de calor que proporciona calefacción a una zona residencial y también gas natural que se transporta hasta la red de distribución local. En este caso, la energía geotérmica representa un 40% de la potencia requerida por la red de calor de calefacción y permite cubrir el 50% de la demanda media de calefacción.

Texto de referencia

"L'energia consumida pels edificis representa el 37% del total que s'utilitza a la Comunitat Europea i suposa aproximadament unes 0,82 Tep per habitant i any. A Catalunya, però, el consum dels edificis és força més baix: representa un 22% del total i equival a unes 0,29 Tep/any, situant-se per darrera de la demanda dels sectors industrial i transports. Aquesta divergència amb la mitjana comunitària s'explica per les importants necessitats de calefacció que existeixen als altres països europeus. En efecte, si per a tot el conjunt de la CE les tres quartes parts de l'energia consumida als edificis es destinen a cobrir els requeriments de calefacció, a Catalunya només se n'hi fa servir al voltant d'un 40%."

"El consum d'energia en el sector domèstic".
Eficiència Energètica. Conservació i gestió de l'energia, Nº 104, pág. 2. Febrer de 1993, editada por el Institut Català d'Energia.

Las energías que clasificamos como convencionales (electricidad, combustibles gaseosos, líquidos y sólidos) se obtienen a partir de combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo) y mediante centrales hidroeléctricas, térmicas y nucleares. Desde un punto de vista medio-ambiental los criterios de selección deben considerar la eficiencia acumulada en su trayectoria energética (extracción, proceso, transporte, conversión y distribución; ver figura 1) y la contaminación del ambiente que producen (o emisión de sustancias contaminantes como CO2, SO2, NOx, etc.), así como los riesgos para la población que de ellas pueden derivarse.

Electricidad
La energía eléctrica es la que tiene un consumo directo menos contaminante, es decir emisión nula de CO2. Sin embargo, se debe tener en cuenta cual es su proceso de generación ya que resulta muy cuestionable si proviene de centrales térmicas y nucleares.

El promedio de eficiencia acumulada en la trayectoria energética de la electricidad obtenida a partir del carbón, fuel-oil o en centrales nucleares se encuentra alrededor del 27%; es decir, por cada 100 termias utilizadas en su producción sólo unas 27 termias llegan al consumidor final. Dicha eficiencia puede aumentarse hasta el 50,7% si se genera en centrales térmicas que utilicen gas natural.

La energía eléctrica se puede aplicar a muchos usos de los sectores doméstico, terciario y comercial como la climatización, el alumbrado o los electrodomésticos, resultando especialmente recomendable en sistemas de alto rendimiento energético, como es el caso de las bombas de calor en las que por cada Kw eléctrico consumido se producen 2,5 Kw térmicos. En cambio, no es aconsejable emplearla cuando se transforma directamente en energía térmica por efecto Joule ya que el rendimiento es de 1 Kw térmico producido por cada Kw eléctrico consumido. Por ello no es la más aconsejable en instalaciones de agua caliente sanitaria, calefacción, etc., y si se utiliza, debería emplearse sistemas de acumulación de calor diseñados específicamente para aprovechar la tarifa nocturna.

Combustibles gaseosos
Este tipo de combustibles se utilizan ampliamente en sus variedades de gas natural y gases licuados del petróleo o GLP. Su eficiencia energética acumulada es muy alta, del orden del 91%. El suministro de gas ciudad prácticamente se ha suprimido principalmente por su bajo poder calorífico (4.200 kcal/m3).

Los combustibles gaseosos carecen totalmente de azufre, así como de otras impurezas, tienen una baja producción de CO2/termia, con lo que su combustión afecta poco al efecto invernadero. Sin embargo, son combustibles explosionables por lo que los locales con aparatos a gas deben cumplir ciertas exigencias de volumen y ventilación.

• El gas natural es un combustible poco contaminante con un alto poder calorífico (10.500 Kcal/m3). Aunque las reservas parecen ser mayores que las de petróleo, constituye un recurso limitado. Es una energía alternativa muy adecuada mientras los edificios no puedan funcionar completamente a partir de energías renovables.
• Los gases licuados del petróleo o GLP, se obtienen a partir del petróleo, y por lo tanto sus reservas también son limitadas. Tienen un elevado poder calorífico (P.C.S. del propano comercial: 22.000 Kcal/m3; P.C.S. del butano comercial: 28.360 Kcal/m3).
• Se pueden utilizar en lugares apartados siempre que se coloque un depósito de almacenamiento (tanque o bombonas) y se disponga de red viaria para la reposición. Son gases más densos que el aire por lo que se deben extremar las condiciones de ventilación de los locales.

Combustibles líquidos
Entre los combustibles líquidos el gasóleo es el más utilizado por su bajo contenido en azufre y su menor viscosidad a las temperaturas normales de utilización (el fuel-oil, está normalmente prohibido en medios urbanos por la contaminación más elevada que produce). Se emplea sobre todo para instalaciones de calefacción y agua caliente sanitária (en su variedad de gasóleo C) y para el transporte. El gasóleo-C tiene un poder calorífico de 9.800 Kcal/ Kg. Además no es explosionable y se puede utilizar en lugares apartados siempre que se coloque un depósito de almacenamiento y se disponga de vías de comunicación adecuadas.

Combustibles sólidos
Los combustibles sólidos se utilizan cada vez menos debido a la dificultad que implica el control de su combustión sobre todo por la emisión de partículas contaminantes a la atmósfera. Además requieren un espacio importante de almacenamiento y, después de la combustión, se deben eliminar las cenizas.

De las variedades de carbón se utiliza especialmente la antracita y la hulla ya que son las que presentan menor contenido en azufre, una baja volatilidad y baja producción de humo. Tienen un poder calorífico del orden de 7.500 Kcal/kg y existen importantes reservas naturales.

La utilización de la madera como combustible, obtenida a partir de árboles y otras especies vegetales, está condicionada a un equilibrio entre consumo y repoblación forestal. Tiene un poder calorífico relativamente bajo (4.000 Kcal/kg), comparado con el carbón.

Rendimiento
Otro aspecto a tener en cuenta en la elección de la energía más adecuada es su rendimiento en la aplicación final.

El rendimiento de la electricidad es variable pudiéndo ser del 250% en el caso de la bomba de calor por ejemplo, o reducirse al 30% en aplicaciones térmicas directamente por efecto Joule.

En aplicaciones convencionales de uso térmico los combustibles gaseosos presentan mejores rendimientos comprendidos entre 72-88%, el gasóleo-C entre 60-86% y el carbón entre 60-80%.

En cualquier caso, para aumentar el ahorro de energía se debe hacer un uso racional de la misma, empleando equipos de mayor mayor eficiencia energética y aplicando sistemas de gestión energética.

En este sentido, y en instalaciones de gran consumo, se desarrollan los sistemas de cogeneración en los que además de emplear el combustible (gaseoso o gasóleo) para usos térmicos (agua caliente sanitaria o calefacción) se aprovechan los gases de combustión para generar energía eléctrica (figura 2 ).

Desde un punto de vista medio-ambiental, la selección de la energía convencional más adecuada debe valorar la preservación de los recursos naturales, las minimización de emisiones contaminantes y los riesgos que se producen en su transformación y uso. Otros factores que deben coniderarse son la eficiencia acumulada en su trayectoria energética y la facilidad de suministro.

En la medida de lo posible, el edificio debe ser energéticamente autosuficiente. Para ello hay que minimizar las necesidades de energía a partir de un adecuado diseño del edificio y de las instalaciones, así como conviene incorporar energías renovables.

Por otro lado, es importante evitar el consumo de energía en los momentos punta, por lo que son recomendables sistemas de acumulación de calor o que utilicen la tarifa nocturna.

En cualquier caso, los edificios deben equiparse con aparatos de alta eficiencia energética y bajo consumo y sistemas de control y gestión de la energía.

Además, la selección de un tipo de energía está muy condicionada por la dificultad de suministro.

En el entorno urbano se suele disponer de redes de servicios, recomendándose utilizar gas natural para usos térmicos (agua caliente sanitaria y calefacción) y electricidad para refrigeración, alumbrado y otros aparatos.

En el ámbito rural es especialmente conveniente utilizar energías renovables como la solar térmica, solar fotovoltaica y la eólica si las condiciones del emplazamiento son favorables. Si esto no es posible y además no hay redes de suministro, se empleará para usos térmicos los gases licuados del petróleo o el gasóleo-C o la madera si los recursos son suficientes. La electricidad se utilizará para el alumbrado y los electrodomésticos.

Figura 1

Figura 2