Según la Agencia Internacional de la Energía, y la Agencia de Información Energética de Estados Unidos, el consumo energético de los edificios representa el 20% del consumo energético mundial. Sin embargo, en los países desarrollados, como los de la Unión Europea, este consumo de energía es superior al 40%. Dado que la mayoría de los países desarrollados se encuentra en climas fríos, gran parte de la demanda energética de los edificios se ha relacionado habitualmente con la producción de calor tanto para agua caliente sanitaria como para calefacción.

Sin embargo, esta tendencia ha cambiado en los últimos años, cuando la demanda y la capacidad instalada de refrigeración en los edificios están aumentado exponencialmente, principalmente debido a tres razones:

• El calentamiento global está aumentando los requerimientos de enfriamiento en países donde antes no era necesario.
• Los países de economía emergente se ubican principalmente en países cálidos. Por lo tanto, a medida que mejora el estilo de vida en estos países, también aumenta el requerimiento de confort térmico, lo que conduce a una mayor demanda de refrigeración.
• La proliferación de edificios con una gran cantidad de acristalamiento, muchas veces sin el tipo de vidrio o las protecciones solares adecuadas.

El informe desarrollado por la Agencia Internacional de la Energía titulado The Future of Cooling (2018) contiene información especialmente interesante en este sentido, mostrando las perspectivas globales del consumo energético para el enfriamiento de los edificios hasta el año 2050. Hemos hecho un breve resumen de lo que se muestra en ese informe.

Como se puede comprobar en la Figura 1, la energía requerida para el enfriamiento de edificios ha aumentado y lo seguirá haciendo de forma exponencial, especialmente en el sector residencial, donde las unidades de aire acondicionado son más pequeñas y menos eficientes que en el sector comercial.

Figura 1. Uso energético mundial para el enfriamiento de edificios por subsector.

Además, el consumo energético para el enfriamiento de los edificios es el que mayor crecimiento ha tenido y tendrá en los próximos años. De esta forma, la producción de frío para climatización se convertirá en la aplicación que más energía eléctrica requiera en los edificios. Esto lo podemos observar claramente en la Figura 2.

Figura 2. Consumo energético de electricidad en los edificios por aplicación.

Es en los países emergentes donde el aumento del consumo energético para el enfriamiento de los edificios será mayor. La Figura 3, que muestra la capacidad instalada para el enfriamiento en el sector residencial, refleja claramente esta tendencia. De esta forma, para el año 2050, China e India tendrán instalados el 50% mundial de sistemas HVAC en el sector residencial.

Figura 3. Capacidad instalada de enfriamiento en el sector residencial por país/región.

Por otro lado, como la demanda de enfriamiento es muy variable a lo largo del día y el año, el consumo eléctrico asociado a esta demanda no se producirá de manera distribuida, sino en aquellos momentos en los que la temperatura ambiente sea más alta. Por tanto, esto tendrá un gran impacto en las demandas eléctricas pico de los países. De esta forma, en la mayoría de los países con una importante demanda de enfriamiento estacional, la contribución del aire acondicionado a la demanda pico de electricidad ya es notablemente mayor que la demanda total durante todo el año. Por ejemplo, la demanda de aire acondicionado en Madrid representó un tercio del consumo máximo total en junio de 2008. En el caso extremo, en Arabia Saudita, el aire acondicionado representa un 70% de la demanda pico total de electricidad, con una demanda de verano dos veces mayor que durante los meses más fríos de "invierno".

Como vemos, el papel que juegan los sistemas de refrigeración en el consumo energético de los edificios es muy relevante, y lo será aún más en el futuro. Este hecho debería hacernos reflexionar (tanto a arquitectos como a ingenieros) sobre la importancia del adecuado diseño de los edificios y la correcta integración de las posibilidades que nos ofrece hoy en día la tecnología. Además, los usuarios deberían tener presente estos datos para una mayor concienciación sobre el uso responsable de los sistemas de climatización. Sin olvidarnos del papel que han de jugar las entidades públicas, empleando de manera adecuada herramientas tan valiosas como las regulaciones y los incentivos y/o penalizaciones en función de las prestaciones energéticas de los edificios.

Referencias

[1] M. Alwetaishi, “Impact of glazing to wall ratio in various climatic regions: A case study,” Journal of King Saud University - Engineering Sciences, Mar. 2017.

[2] F. Goia, “Search for the optimal window-to-wall ratio in office buildings in different European climates and the implications on total energy saving potential,” Solar Energy, vol. 132, pp. 467–492, 2016.

[3] Q. Yang, M. Liu, C. Shu, D. Mmereki, M. Uzzal Hossain, and X. Zhan, “Impact Analysis of Window-Wall Ratio on Heating and Cooling Energy Consumption of Residential Buildings in Hot Summer and Cold Winter Zone in China,” Journal of Engineering, vol. 2015, 2015.

[4] “International Energy Outlook 2016, With Projections to 2040.” U.S. Energy Information Administration, 2016.

[5] “The Future of Cooling, Opportunities for Energy-Efficient Air Conditioning.” U.S. Energy Information Administration, 2018.

Créditos

Todas las figuras han sido adaptadas del informe “The Future of Cooling, Opportunities for Energy-Efficient Air Conditioning”.

Foto de encabezado por Sergei Akulich.

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