‘District cooling’, una alternativa para que Europa pueda reducir su huella de carbono en refrigeración

A medida que las consecuencias del cambio climático se hacen más evidentes, necesitamos cada vez más encontrar formas de enfriar nuestros edificios de manera eficiente, al mismo tiempo que reducimos nuestras emisiones para intentar detener el aumento de temperatura tanto como sea posible. Los acondicionadores de aire tradicionales son un método deficiente para lograr cualquiera de los objetivos, pero ¿y si hubiera otra forma?.

El district cooling o refrigeración urbana, un método de enfriamiento de edificios en el que el agua fría de una instalación central pasa a través de tuberías a varios edificios, permite que estos se enfríen sin necesidad de sus propios sistemas de aire acondicionado que consumen mucha energía. Esto no solo reduce la huella de carbono de cada edificio, sino que también proporciona una forma más económica de enfriar el interior de los edificios.

Las ideas detrás del district cooling han existido desde la década de 1960, afirma Oddgeir Gudmundsson, un experto en este tipo de sistemas de la empresa de ingeniería Danfoss en Dinamarca.

Si bien prevalece en regiones cálidas como Qatar y Dubai, la tecnología ahora también está comenzando a emplearse en toda Europa, ya que la demanda de refrigeración comienza a aumentar en línea con los aumentos de temperatura. «La demanda de refrigeración en Europa no está tan desarrollada como en, por ejemplo, Estados Unidos o Japón», dijo Gudmundsson. «Pero se está volviendo cada vez más (popular)».

Si bien en Europa menos del 1% de las unidades de refrigeración son unidades de district cooling, en algunos países se ha adoptado más fácilmente, como en Suecia, donde su cuota de mercado es de aproximadamente el 25%.

En este tipo de instalaciones, el agua se transporta a los edificios por tuberías desde una instalación central donde se ha enfriado. Este agua se puede utilizar luego en sistemas de ventilación. El aire que pasa por las tuberías empuja el aire frío hacia el interior de un edificio a través de las rejillas de ventilación para que actúe como aire acondicionado, y luego el agua se recicla para enfriarse nuevamente.

La refrigeración urbana también puede beneficiarse de tomar agua fría de fuentes naturales, como un lago, para reducir los requisitos de energía. Esto puede significar enfriamiento gratuito o a bajo coste si se tiene acceso a ríos, lagos profundos u océanos, dice Gudmundsson. “Si tiene un clima frío como en Estocolmo o Copenhague, puede tomar el frío del aire ambiente. Es más común tener enfriadores que enfrían el agua, que corre por tuberías desde las instalaciones centrales hasta los consumidores ”.

La refrigeración urbana se adapta mejor a los edificios comerciales en Europa, que requieren refrigeración durante todo el año, a diferencia de los edificios residenciales, que en la mayoría de las ubicaciones solo necesitan refrigerarse hasta tres meses en la parte más calurosa del verano. «En los edificios residenciales, la demanda de refrigeración es muy limitada», dijo Gudmundsson.

No obstante, también puede desempeñar un papel importante en la lucha contra el cambio climático en Europa, ya que puede ser hasta diez veces más eficiente que los sistemas de refrigeración convencionales, reduciendo significativamente el consumo de energía de un gran número de edificios y permitiendo un paso significativo hacia la neutralidad en carbono. «En un sistema de carbono neutral, es muy importante que reduzcamos los picos (de energía) tanto como sea posible», dijo Gudmundsson.

También hay otros beneficios en este tipo de regrigeración. Reduce el ruido al eliminar la necesidad de unidades de aire acondicionado ruidosas, mientras que también libera espacio en los edificios, como en sus techos, donde se pueden construir otras instalaciones, como un jardín o un área común. Y agrega flexibilidad a la red eléctrica, permitiendo el uso de más energía renovable en los sistemas de enfriamiento al cambiar las demandas de energía a períodos en los que hay más energía renovable disponible.

Ahorros de energía

Con muchos sistemas ya están en funcionamiento, es importante averiguar cómo mejorar los sistemas existentes. Susana López, del centro de investigación y tecnología Tekniker en España, fue la coordinadora del proyecto INDIGO, que buscaba hacer precisamente eso mediante el uso de algoritmos y otras técnicas para mejorar un sistema de refrigeración de distrito en un hospital del norte de España.

‘La idea de INDIGO era desarrollar diferentes sistemas de gestión para la generación, distribución y consumo’, señala López, ‘para mejorar la forma en que estamos entregando el enfriamiento a un edificio, la eficiencia de la distribución y la gestión de la producción’.

El proyecto hizo esto de tres maneras. Lo primero fue desarrollar un algoritmo para optimizar las bombas utilizadas para mover el agua a través de la red. A pesar de ser solo un proyecto piloto, el hospital decidió mantener el sistema en su lugar ‘debido al alto ahorro que lograron’, dijo López, con ahorros de energía de más del 50% después de un año de operación.

Otro avance fue aumentar la diferencia de temperatura entre el agua entrante y saliente, reduciendo las ganancias de calor en la red, lo que generó ahorros de energía de aproximadamente un 18%. Lo tercero fue analizar la refrigeración necesaria en el sitio, para alterar la capacidad de suministro de agua fría a los edificios.

Los resultados mostraron que ests sistemas de enfriamiento podrían hacerse más eficientes sin la necesidad de ningún equipo o infraestructura adicional. ‘No cambiamos los medios de producción ni la distribución’, dijo López. «Lo que hicimos fue incluir medidas a lo largo de la propia red para poder gestionarlas de una forma diferente».

Si bien proyectos como este son prometedores, una adopción más generalizada de la refrigeración de distrito no está exenta de desafíos. Un problema es que la instalación de los sistemas puede ser perjudicial, lo que hace que las calles tengan un área que deba cerrarse mientras se instalan las tuberías.

Otra es que la refrigeración de distrito puede ser inicialmente cara y los ahorros de costes pueden tardar un tiempo en verse. «Son proyectos bastante costosos y hay mucha inversión inicial», dijo Gudmundsson, con pocos fondos gubernamentales disponibles para implementar los sistemas. «Por lo que sé, no hay ningún sistema de refrigeración de distrito que esté subvencionado», dijo. Sin embargo, una vez implementado, puede ir rápidamente, como lo demuestra su adopción generalizada en Suecia .

No obstante, podría tener un papel importante que desempeñar en nuestro futuro sostenible. «La demanda de electricidad por aire acondicionado está aumentando mucho en los veranos», dijo López. «Necesitaremos encontrar soluciones sobre cómo proporcionar servicios de refrigeración sin aumentar nuestra demanda de energía, y la refrigeración de distrito es definitivamente una de las piezas del rompecabezas».

Fuente: Este artículo fue originalmente publicado en Horizon, the EU Research and Innovation magazine