El mercado mundial de calefacción, ventilación y aire acondicionado
El mercado mundial de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) superará los 70 000 millones de dólares en 2012. La demanda mundial de equipos aumentará un 5,8 % anual. La región de Asia-Pacífico superará al resto del mundo, con China e India a la cabeza, gracias al aumento del nivel de vida. Las inversiones en equipos de refrigeración superarán a las de sistemas de calefacción. A medida que los clientes se acostumbren a la comodidad del aire acondicionado en sus coches, lo esperarán cada vez más en sus hogares. El mercado se mantiene estable, y los siete principales proveedores representan más de cuatro quintas partes de las ventas totales.
El ahorro energético y la protección del medio ambiente son los dos temas principales del sector. Anteriormente, la industria dependía de refrigerantes con CFC, que dañan la capa de ozono. La industria colaboró para reemplazarlos con productos químicos más respetuosos con el medio ambiente. Recientemente, el CO2 se ha convertido en el sustituto más probable en los aires acondicionados de automóviles y los calentadores de agua de alta presión (HPWH). El estándar de CO2 para HPWH se desarrolló hace apenas unos años, principalmente gracias a la colaboración de nueve empresas japonesas, entre ellas Daikin, Hitachi, Toshiba y Panasonic.
Si bien el CO2 también es un gas de efecto invernadero, la industria considera insignificante la cantidad de CO2 emitida por los sistemas de climatización (HVAC) en comparación con la emitida por centrales eléctricas y vehículos. Sin embargo, la principal desventaja es que los sistemas de CO2 deben operar a una presión cinco veces superior a la de los equipos tradicionales. Esto genera nuevos desafíos técnicos y aumenta el consumo de energía. Lograr alta eficiencia, bajo nivel de ruido, baja vibración y alta presión interna requiere tuberías más pesadas fabricadas con aleaciones más costosas, lo que aumenta la demanda de metales especializados.
Innovación
La próxima ola de innovación parece ser la integración de internet con los controles de climatización. El termostato tradicional, combinado con los estándares de comunicación de internet y los controles web, amplía el concepto de edificios inteligentes para incluir herramientas de análisis, toma de decisiones y control para instalaciones y hogares con datos en tiempo real, antes reservados para aplicaciones industriales. Los sistemas de control inteligente que monitorizan y optimizan el consumo energético, envían notificaciones e informes para reducir el coste total de propiedad durante toda la vida útil del sistema, son ahora una parte integral del mercado de climatización.
El cambio de mentalidad más fundamental en el mundo de la climatización (HVAC) es la posibilidad de eliminar los compresores y bombas de aire tradicionales mediante el diseño de un sistema de calefacción y refrigeración con paredes negras para edificios comerciales y residenciales. La estructura del edificio, orientada al sur, deja al descubierto una pared negra con una cámara de aire entre esta y un panel de policarbonato transparente compuesto por partículas de aire horizontales que incluyen una lámina de aluminio altamente conductora. El aire exterior entra por la izquierda y fluye hacia la derecha hasta llegar al eje vertical, ascender y liberar su aire caliente en el vestíbulo.
Esta pared negra para calentar el aire se basa en las leyes de la física, funciona sin piezas móviles y, por diseño, proporciona un sistema de calefacción confortable sin necesidad de compresores, bombas de aire ni dispositivos mecánicos. Esto se consigue si el edificio es diseñado por un arquitecto experto que cuenta con las herramientas necesarias para calcular las dimensiones adecuadas de la pared y el flujo de aire necesario, basándose en datos históricos sobre la temperatura exterior, los niveles de humedad y el rango ideal de temperatura interior. El mismo sistema puede utilizarse en verano aplicando los mismos principios. Sin embargo, ahora es necesario refrigerar el garaje en lugar de calentarlo. Por lo tanto, el aire caliente, que ahora se genera con mayor rapidez, pasa por un intercambiador de calor y se convierte en aire frío utilizando los mismos principios que la refrigeración, donde el aire caliente se extrae para crear aire frío. Dado que el aire frío se genera en la parte superior, desciende y se distribuye fácilmente por todo el vestíbulo.
Su diseño simple requiere un mantenimiento mínimo (limpieza ocasional de ventanas). Al no tener piezas móviles, no hay desgaste ni fricción en el metal, por lo que el sistema requiere menos mantenimiento y no consume energía. El intercambio de calor pierde mínima energía. De hecho, este sistema de calefacción y refrigeración tiene el potencial de generar electricidad en el proceso. La inversión de capital es mínima
El primer flujo de caja
El muro negro que se muestra en el apéndice lleva en funcionamiento desde 1995 y fue encargado por Per Carstedt, concesionario Ford de la región de Umeå (norte de Suecia), con una trayectoria demostrada en el diseño de edificios energéticamente eficientes. Forma parte de la GreenZone, diseñada por Anders Nyquist, quien ha implementado numerosos edificios energéticamente eficientes y de bajo consumo de agua en Europa, Asia, África y Latinoamérica. El bien documentado rendimiento del pequeño conglomerado industrial dentro de la GreenZone, que combina una gasolinera (Statoil), un restaurante de comida rápida (McDonald's) y un concesionario Ford, ha tenido tan buena acogida entre inversores e inquilinos que se prevé la construcción de una segunda GreenZone avanzada, con las últimas tecnologías, para 2013.
Los proyectos de Anders Nyquist van más allá del concepto arquitectónico desarrollado y patentado originalmente por Edward Morse y perfeccionado en la década de 1960 por el ingeniero francés Félix Trombe y el arquitecto Jacques Michel. Si bien el sistema es bastante similar, Anders ha integrado intercambiadores de calor y juega con el blanco y negro en la entrada en verano para generar efectos ideales de calefacción y refrigeración.
La oportunidad
Aunque muchos se toman el tiempo y el esfuerzo de viajar tres horas en tren al norte de Estocolmo para observar esta maravilla del diseño en funcionamiento, este sencillo enfoque para aprovechar el calor no pretende bloquearlo, como suele ocurrir con una pared orientada al sur, sino convertirlo en calor para refrigeración y calefacción, según las necesidades climáticas. Tras un análisis exhaustivo, el fabricante japonés decidió confiar sus futuras oficinas y concesionarios escandinavos a Anders Nyquist, insistiendo en el uso de estos principios como estándar. El hecho de que el arquitecto pudiera demostrar su rendimiento con una inversión y un coste operativo menores, a la vez que demostraba que puede funcionar en diferentes entornos culturales y climáticos, como Japón, donde renovó los edificios de Daiwa House en Sendai, al norte de Japón, convenció a Toyota de que él era el arquitecto principal del edificio.
Se espera que la "Pared Negra para Calentar y Enfriar" gane cada vez más popularidad gracias a la visibilidad generada por Ford y Toyota. El diseño es bastante simple y, con un conocimiento mínimo de física general y, en particular, de flujo de aire, permite un enfoque estandarizado para este sistema de climatización, liberando capital y proporcionando mayor comodidad a un menor costo para todos los ocupantes. Si bien este diseño no es aplicable al aire acondicionado de automóviles, camiones y trenes, permite una renovación completa de edificios comerciales, residenciales e industriales al aplicar el concepto de "sustituir algo por nada", como lo promueve la economía azul.
La pared negra del concesionario Ford en Umeå, Suecia, diseñada por Anders Nyquist.
Fotografía cortesía de Anders Nyquist.
