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Calefacción con una caldera de microondas

¿Cómo funciona la caldera de microondas? Una pregunta que surge a muchos ante ante la novedad de este tipo de calderas. Los investigadores y empresas no cesan los trabajos para buscar alternativas al gas y, como hemos visto con lo sucedido en la guerra de Ucrania, Europa es demasiado dependiente de terceros países en cuestiones energéticas. Por ello muchas personas trabajan para solucionarlo y la caldera de microondas es un ejemplo más.

Desgraciadamente, esta novedad solo está disponible en el mercado inglés, de momento. La empresa británica Heat Wayv lleva trabajando en este proyecto ya varios años. El resultado de ello son dos modelos de caldera que lamentablemente no podemos solicitar en nuestro país.

Esta empresa ha desarrollado dos versiones de su patente. Un modelo mural, con unas dimensiones parecidas a la tradicional caldera de gas. Por lo que muchos expertos consideran que puede ser su sustituto natural. La caldera mural de microondas se ha diseñado para adaptarse a cualquier sistema de calefacción, de modo que podamos sustituir cualquier caldera o bomba de calor que tengamos instalada.

Por otro lado, han diseñado otro modelo de caldera con depósito incorporado de 280 litros. Este modelo está pensado para viviendas más grandes y con un consumo de agua caliente y calefacción más elevado. Aunque para instalar este tipo de calderas tendremos que esperar un par de años mínimo.

¿Cómo funciona un sistema con microondas?

Ya que la base del funcionamiento de la caldera de microondas son precisamente este tipo de ondas electromagnéticas, conviene conocer cuál es su mecanismo de funcionamiento y como pueden calentar el agua.

Estas ondas se encuentran en el rango entre los 300 MHz y los 300 GHz en el espectro de ondas. Son un tipo de ondas de radiofrecuencia, englobadas en las UHF o de muy alta frecuencia. Las aplicaciones de las microondas son muy variadas. Se utilizan en los sistemas de telecomunicaciones u ondas de radio.


El proceso de calentamiento se basa en la vibración que las microondas producen en las moléculas de agua.

Ese movimiento caótico que se produce en el agua produce fricción entre el agua y el resto de componentes de la comida, lo que lleva a un calentamiento interno de los alimentos.

– (Imagen) Vibración producida por las microondas.


Aunque también se está usando para el diseño de nuevas armas de inmovilización y otras aplicaciones industriales. Sin embargo, la herramienta que más conocemos todos nosotros y que usa esta tecnología es el horno de microondas. Un electrodoméstico que tiene un hueco en casi todos los hogares.

En cambio, si intentamos utilizar el horno microonda con otros materiales, este proceso no se realiza. Y en caso extremo de los metales, que tienen una estructura físico-química mucho más estable y rígida, puede ser peligrosa. Ya que las microondas rebotan en el material, pudiendo retornar al emisor de las ondas. En estos casos se producen chispazos que pueden provocar un incendio o incluso una pequeña explosión.

¿Cuál es el funcionamiento de la caldera de microondas?

Aunque la empresa que ha implementado la tecnología de las microondas para la calefacción no ha dado detalles de su funcionamiento interno, si ha desvelado algunos datos. Así, la caldera de microondas funciona en dos etapas. En la primera se realiza un precalentamiento del agua de unos 24°C. En un segundo proceso se eleva la temperatura hasta los 65 °C.

Esta temperatura sería suficiente para usarla en un suelo radiante, en fancoils o en radiadores de baja temperatura. Sin embargo, es una temperatura insuficiente para funcionar con los tradicionales radiadores de aluminio o acero, ya que estos necesitan el que el agua llegue a 85 °C.

Según la empresa fabricante, se utilizan ondas de muy alta frecuencia como generador de calor en el agua que pasa por la zona del emisor de ondas. Según sus pruebas, garantizan un rendimiento del 84% en sus fases de emisión de microondas. No obstante, aseguran que la caldera se ha diseñado para poder aprovechar un 12% de la energía residual en forma de calor que se genera en todo el proceso.

Además, según la propia empresa, el proceso es tan rápido como en una caldera de gas, por lo que no hay una pérdida de confort con respecto a estas calderas.

Beneficios e inconvenientes de la caldera por microondas

La tecnología de las microondas adaptada a una caldera de calefacción eléctrica presenta algunas ventajas bastante claras, aunque también algunos inconvenientes.

VentajasDesventajas
✓ Combina con todos los sistemas de difusión del calor; radiadores, fancoils, suelo radiante, etc.❌ Funciona con electricidad, más cara que el gas.
✓ Combinada con un sistema fotovoltaico de autoconsumo ayuda a reducir el consumo eléctrico.❌ No puede considerarse con huella de carbono nula, a menos que esté alimentado por electricidad verde.
✓ Al ser una calefacción eléctrica no produce emisiones de humos contaminantes.❌ Actualmente en etapa de pruebas en Inglaterra.
✓ Al no tener partes móviles ni realizar ninguna combustión es muy silenciosa.
✓ El montaje de una caldera eléctrica es relativamente sencillo, al no necesitar ventilación ni salida de humos.
✓ No se necesita realizar obras y aprovecha las tuberías para distribución de la calefacción ya existentes.
✓ Los trabajos de revisión y mantenimiento de la caldera son muy básicos y sencillos.
✓ Se puede controlar desde el Smartphone o conectada a la domótica de la vivienda –
Ventajas y desventajas de la caldera de microondas

El panel solar de hidrógeno

Estamos en una carrera sin retorno hacia las energías renovables. La necesidad de descartar definitivamente los combustibles de origen fósil es innegable, a pesar de la reticencia y las dificultades que pone la tradicional industria energética, que fuerza a que la legislación avance muy lentamente.

Sin embargo, se siguen dando pequeños pasos que son grandes avances en la generación de energía sostenible. Es el caso de los paneles solares de hidrógeno que están desarrollando investigadores de la Universidad de KU Leuven, en Bélgica.

¿Cómo funciona el panel solar de hidrógeno?

Desgraciadamente, poco sabemos del funcionamiento interno de estos colectores solares, puesto que la universidad ha presentado las correspondientes solicitudes de patentes. Por ello, y hasta que estas solicitudes no estén resueltas, no se podrán tener detalles de la tecnología que han desarrollado.

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  • Johan Martens (dcha.), profesor en la Universidad de KU Leuven y jefe del Departamento de Catálisis y Química de Superficies y de la División de Investigación y Desarrollo de Catálisis. | Universidad KU Leuven, Bélgica.

Según explicó uno de los padres de esta tecnología, el profesor Johan Martens en esta universidad belga, no debemos hablar estrictamente de un panel solar. Un colector fotovoltaico convierte la luz del sol en electricidad y, en cambio, su invento genera hidrógeno a partir de la humedad del aire.

No obstante, para esta conversión se necesita el aporte de una energía, y en este caso la aporta el colector fotovoltaico que se adapta al invento de KU Leuven.

Es por ello que el panel de hidrógeno se ha desarrollado para que se puedan adaptar todos los colectores fotovoltaicos que hay en el mercado y también las estructuras, para su instalación en tejados.

¿Qué hace al panel de hidrógeno tan especial?

Al incorporarse un colector fotovoltaico al panel de hidrógeno, se convierte la luz solar y el vapor de agua del aire directamente en hidrógeno. Es por ello que la conexión entre los paneles de hidrógeno que se instalen en un tejado debe ser por medio de tuberías. La eficiencia de este invento es de un 15% que, aunque parezca muy poco, es mayor que las formas tradicionales de conseguir hidrógeno.

En las pruebas desarrolladas en la propia universidad, con las condiciones meteorológicas de Bélgica, se pueden producir una media de 250 litros de hidrógeno al día. En términos de uso, la producción de hidrógeno que realizan 20 de estos paneles solares sería suficiente para calentar con una bomba de calor y aportar electricidad a una vivienda con buen aislamiento durante todo el invierno.

Para hacernos una idea de cómo puede funcionar deberíamos ser expertos en la ciencia de superficies absorbentes, membranas y catalizadores. Aunque, los investigadores no quieren aportar más información por el momento, debido a la patente que están esperando.

¿Cómo se desarrolló la tecnología del panel solar de hidrógeno?

Para iniciar la investigación, los técnicos se plantearon inicialmente una pregunta básica: ¿cómo se puede producir un combustible en cualquier momento y en cualquier lugar? La respuesta fue obvia, a partir del aire o, mejor dicho, de la humedad que contiene. Debemos tener en cuenta que, incluso, el aire del desierto contiene vapor de agua en suficiente cantidad para generar hidrogeno.

Un dato importante que encaminó la investigación a extraer energía de la humedad del aire es que el vapor de agua es el cuarto componente más abundante, después del oxígeno, el nitrógeno y el argón. Si conseguimos extraer esa humedad dispondremos de suficiente cantidad de agua para dividirla y fabricar hidrógeno.

Sin embargo, hay una cuestión muy importante, ¿cómo extraer el agua contenida en el aire para separar en hidrógeno y oxígeno gaseosos? Ante esta cuestión se plantea un gran problema, y es que la temperatura que alcanza un panel solar es fácilmente de 70 °C. Algo que complica trabajar con el vapor de agua.

Además, otra dificultad añadida es conseguir que el sistema funciona en condiciones de lluvia y bajas temperaturas. Es por ello que los científicos de la universidad de KU Leuven han desarrollado un sistema para conseguir realizar el proceso de separación del vapor de agua del aire y obtener agua. Y, a partir de ahí, generar hidrógeno. Sin embargo, es algo que no quieren desvelar hasta tener concedida la patente de la innovación.

¿Por qué el hidrógeno?

Durante el verano o en circunstancias favorables de sol, es fácil generar hidrógeno y almacenarlo. Así, se dispone de este combustible limpio y renovable para la época invernal, cuando las condiciones climáticas hacer más necesaria la disponibilidad de energía. El gas hidrógeno se genera a presión atmosférica, sin embargo, se puede comprimir y almacenar en recipientes a presión. E incluso se podría utilizar la red de gas natural para su almacenamiento y distribución.

Claro está que la red de gas natural debería sufrir algunas adaptaciones. No obstante, estas no son grandes y se pueden acometer con cierta facilidad. Otra opción sería ir mezclando el gas natural con el gas hidrógeno, para realizar una transición energética gradual hasta el gas hidrógeno puro.

¿El panel solar de hidrógeno sustituye a los parques eólicos y huertas solares?

No es la intención de esta innovación. Lo que se pretende es sustituir al carbón, el gasoil, petróleo, incluso al gas natural y la energía nuclear. Estamos viendo que nuestro planeta dispone de suficientes recursos naturales renovables, que pueden mover toda nuestra vida, industria y economía de una forma limpia.

Los sistemas tradicionales para generar hidrógenos siguen siendo necesarias. Es por ello que las instalaciones de aerogeneradores, las huertas solares y el autoconsumo fotovoltaico van a seguir siendo necesarios.

Debemos tener en cuenta que hay industrias muy intensivas energéticamente. Los sectores de la metalurgia, la química y otros, demandan gran cantidad de energía y calor. Generar hidrógeno suficiente con los nuevos paneles solares de hidrógenos conllevaría la instalación de una cantidad enorme de estos colectores. Algo que no es viable por el espacio que se necesitaría.

Es por ello, que los nuevos paneles solares de hidrógenos tienen un futuro más centrado en el ámbito doméstico o para pequeñas empresas.

Certificado Passivhaus de la bomba de calor

Para entender porque se busca conseguir el Certificado Passivhaus de la bomba de calor, debemos entender qué es una casa pasiva y su importancia. Cuando se habla de arquitectura pasiva se debe entender a todas aquellas técnicas constructivas que intentan reducir el consumo energético del edificio. Sin embargo, es muy difícil, por no decir casi imposible, que el consumo de energía de una vivienda sea nulo. Siempre se necesita algo de aporte externo; iluminación, calefacción o refrigeración, etc.

Por ello se necesita la aportación de elementos que podemos llamar tradicionales, que aporten esa energía para cubrir el confort mínimo necesario. Además, unos de los conceptos en los que se basa la Passivhaus es el uso de energías renovables. Esto entra dentro de objetivo de minimizar la huella de carbono de cualquier edificación.

Ahí es donde entra en juego la bomba de calor. Como elemento que aprovecha un recurso renovable como es la aerotermia o la geotermia. Además, proviene de agua caliente sanitaria, calefacción en invierno y, gracias a su capacidad de reversibilidad, también nos aporta refrigeración en verano. Pero ¿qué tiene que ver la bomba de calor con el certificado Passivhaus? Para responder debemos saber qué es el Passivhaus y su certificado, qué implica y por qué se estableció.

¿Qué es el certificado Passivhaus?

El Instituto Passivhaus, creado en la década de los 80 del siglo XX, es el organismo que certifica las viviendas como casas pasivas, otorgando el certificado que lo acredita. Se estableció como respuesta a la inquietud por construir de forma más eficiente y que los edificios necesitasen menor uso de energía en su día a día.

Así, se establecieron unos requisitos que debían cumplir las edificaciones, de modo que redujeran el consumo energético. No obstante, el confort de las personas debía ser el adecuado, o aumentarlo. Las viviendas que cumplen con esos requisitos al evaluarse reciben el certificado como edificación Passivhaus.

Este certificado implica una serie de comprobaciones y revisión de todos los aspectos requeridos en la vivienda. Lo que implica unas tareas de examen laboriosas y arduas. Para agilizarlo, el instituto estableció un certificado de componentes. De forma que los fabricantes podían solicitar la inspección correspondiente para asegurar que sus productos cumplen con los requerimientos para ser parte de una casa pasiva.

De esta manera, los fabricantes de ventanas, puertas, elementos de aislamiento, ladrillos y otros solicitaron un examen para homologar sus productos.

¿Qué beneficio proporciona esto? Cuando en una vivienda se utilizan materiales o componentes certificados, el fabricante aporta la documentación que lo acredita. De esta forma, cuando la vivienda está terminada se necesitan menos pruebas o test, ya que algunas partes ya están homologadas.

Con ello, el arquitecto que ha dirigido la obra tiene que hacer menos pruebas o justificaciones. Esto repercute en que la solicitud para obtener el certificado de Passivhaus es mucho más rápido.

¿Por qué el certificado Passivhaus de la bomba de calor?

Al igual que los fabricantes de ventanas, puertas y otros materiales que se emplean en la construcción, diferentes marcas de bombas de calor también han querido disponer de productos certificados como Passivhaus.

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Ya que en todas las viviendas se necesita un apoyo de sistemas tradicionales de calefacción o refrigeración, por muy bien aisladas que estén, la bomba de calor se apuntó al certificado. Aunque se apliquen muy bien las técnicas arquitectónicas que mejoran el aprovechamiento del sol, tanto por su calor como por su luz, y de las corrientes de aire, siempre se necesita un poco de calefacción o refrigeración.

Recordemos que el concepto Passivhaus busca minimizar el consumo energético, pero nunca se ha pretendido ser neutro o independiente energéticamente. Por ello, conociendo la necesidad que aun así tienen las casas pasivas de un sistema de aporte adicional, algunos fabricantes han diseñado equipos de aerotermia con un extra de rendimiento.

Así, fabricantes de bombas de calor como Daikin o Panasonic han conseguido certificar algunos de sus modelos. De manera que los arquitectos que consideren usarlas en sus diseños disponen de toda la documentación que exige el instituto para justificar los datos de consumo.

El proceso para homologar una bomba de calor es, al igual que los sistemas de ventilación y otros, mediante ensayos, donde se comprueba su consumo y prestaciones. Los técnicos del instituto realizan estas revisiones y constatan que siguen las directrices marcadas en sus homologaciones, concediendo el certificado a un modelo de bomba de calor en particular, el que ha superado las pruebas.

Además, en muchas edificaciones pasivas se aporta un extra de eficiencia energética instalando un sistema fotovoltaico. Con ello se persigue que toda la energía que se consume sea de origen renovable, e incluso poder llegar a ser totalmente autónomos, energéticamente hablando.

Comunidades energéticas con fotovoltaica

La necesidad de obtener, almacenar y usar energía limpia y económica que mueva nuestro día a día, ha promovido la creación de diferentes formas de gestionarla. Ahí entra en juego nuestro protagonista: las comunidades energéticas favorecen un futuro de gestión eléctrica sostenible.

La estructura más popular para el aprovechamiento de las energías renovables es el autoconsumo fotovoltaico, tanto doméstico como industrial. Sin embargo, no todas las personas disponen de un espacio suficientemente grande como para disponer de su propia instalación fotovoltaica.

La configuración de nuestras ciudades, con edificios de viviendas en las que apenas hay espacio en el tejado para instalar unos pocos paneles solares, hace que los vecinos no puedan tener su propia e individual instalación de captadores fotovoltaicos. Es entonces cuando surgen dos conceptos que se confunden habitualmente: el autoconsumo compartido y las comunidades energéticas.

Autoproducción eléctrica

Para que dejemos de confundir ambas formas de gestión de la energía que necesitamos cada día, debemos entender que es o cómo funciona cada una de ellas.

El autoconsumo compartido surge cuando varias personas, que generalmente viven en el mismo edificio o en edificios contiguos, quieren autoproducir su propia electricidad. Sin embargo, en los edificios de viviendas no hay mucho espacio para instalar paneles solares. Por ello se unen y comparten los tejados que disponen los edificios implicados, para instalar colectores solares comunes.

De esa forma participan en partes proporcionales en la inversión inicial. Se instalan contadores para saber cuánto consume cada uno y así compensar el exceso o defecto en el que cada miembro del autoconsumo compartido ha incurrido. Además, sirve para establecer las cuotas que cada miembro debe abonar para el mantenimiento anual.

En cambio, una comunidad energética puede estar formada por personas que viven separadas, pero de alguna forma quieren invertir en un modelo energético sostenible. Para ello se unen y forma una “empresa” que puede generar, gestionar, almacenar y usar electricidad generada de forma ecológica.

¿Qué son las comunidades energéticas?

Las comunidades energéticas se definen como entidades con personalidad jurídica propia. Son formadas por ciudadanos particulares, administraciones o pequeñas empresas. Su función es generar, gestionar, almacenar o consumir energía, persiguiendo un doble fin: la eficiencia energética y el ahorro de energía. En definitiva, las comunidades energéticas favorecen un futuro de gestión eléctrica sostenible.

Las comunidades energéticas favorecen un futuro de gestión eléctrica sostenible

Un ejemplo de actividades en las que se pueden basar una comunidad energética son el autoconsumo o la generación distribuida. Este tipo de comunidades ya se han implantado en nuestro país en pequeños pueblos que han aprovechado alguna infraestructura local para la instalación de paneles fotovoltaicos. De esta manera, se genera la electricidad donde se va a utilizar, simplemente se distribuye entre los vecinos del mismo pueblo.

Con ello se consiguen dos grandes ventajas. Se reducen las pérdidas por el transporte, ya que la electricidad se consume en las cercanías. Y se asegura un precio más estable y económico de esa electricidad.

Además, los beneficios ambientales también son importantes, con un aumento de energía renovable distribuida o una reducción de los combustibles fósiles empleados. Así mismo, hay mejoras sociales, con el empoderamiento ciudadano, el fomento del empleo local, o la creación de un tejido comunitario. En definitiva, una mayor participación de los ciudadanos que garantiza el derecho de acceso a una energía asequible.

¿Qué actividades desarrollan?

Según la definición de una comunidad energética, ya entrevemos las principales actividades que desarrolla en su funcionamiento cotidiano. Sin embargo, vamos a detallarlas y clarificarlas una a una:

  • Generación de energía de fuentes renovables. Es la actividad más clara y extendida en las comunidades energéticas que ya existen. Se aprovecha un espacio para la instalación de un huerto solar o un salto de agua para montar una turbina, por ejemplo. De modo que se usan plantas de generación eléctrica colectivas, y se aprovecha la energía bajo el paraguas de un autoconsumo compartido.
  • Distribución, gestión, suministro, agregación y almacenamiento de energía. Sed puede crear una comunidad energética para gestión la electricidad generada por otras entidades, de forma que los miembros de la comunidad se beneficien de esa gestión, por su precio u otra ventaja. Aunque. Lo general es realizar la gestión de la electricidad que se ha producido en una planta propia de la comunidad energética.
  • Intercambio de energía. Este ejemplo de comunidad energética se puede dar entre diferentes miembros que son autoconsumidores, pero las horas de uso o de generación entre ellos no coinciden. Por ello deciden unirse para compartir la energía generada por cada uno, de modo que configuran una pequeña red de generación, distribución y consumo. Como una batería virtual entre los miembros de la comunidad energética.
  • Servicios de eficiencia energética. La comunidad sirve para asesorar a los miembros, vecinos, comercios y empresas locales. De manera que puedan reducir sus consumos y su factura energética.
  • Movilidad eléctrica. Son comunidades que se dedican al fomento, instalación y gestión de puntos de recarga para vehículos eléctricos u otros dispositivos.

Limitaciones

La principal limitación que se encuentran las comunidades energéticas es la ausencia de un marco regulatorio adaptado a la legislación española. Esto es debido a que la Directiva (UE) 2018/2001 del parlamento Europeo y del Consejo, relativa al fomento del uno de la energía procedente de fuentes renovables, aún no se ha transpuesto en su totalidad a la legislación española.

Por ello, se está tomando como límite geográfico para las comunidades un radio de 500 metros desde la generación hasta los puntos de consumo. Esta limitación viene impuesta para las instalaciones de autoconsumo compartido, y no deberían afectar a las comunidades energéticas. Sin embargo, al no tener un marco regulatorio propio, se utilizan algunos criterios de aquellas.

Está previsto que esto se modifique y se amplíe el radio de acción a 2 o incluso a 20 km. Esto ayudaría a definir la amplitud que pueden alcanzar las comunidades energéticas. De forma que en pequeñas poblaciones puedan unirse diferentes interesados, aunque no estén físicamente juntos, para formar una comunidad energética que mejore sus recursos energéticos.

La bomba de calor cuántica

El descubrimiento que han realizado diversos científicos puede cambiar en unos años la forma de generar la calefacción en nuestros hogares. Aunque el objetivo de la investigación es otro completamente distinto, puesto que lo que se pretende es la búsqueda de materia oscura.

Los físicos responsable del hallazgo pretenden construir un dispositivo que pueda medir las señales de radiofrecuencia. Se trata de un grupo de investigadores de la Universidad Técnica de Delft en los Países Bajos, de la Universidad de Tubinga en Alemania y de la Universidad de Tecnología y Ciencia de Zurich de Suiza.

El invento diseñado parece contradecir el segundo principio de la termodinámica. Sin embargo, solo es en apariencia. ¿Qué dice este principio? Aunque se puede formular de maneras diferentes, la definición de Clausiois indica que, en un sistema aislado, no se puede extraer calor de un cuerpo frío y cederlo a otro más caliente. Ello se mantiene siempre, ya que aún no se ha podido demostrar lo contrario.

¿Cómo funciona?

En ello se basa la bomba de calor. Sin embargo, este equipo tiene que aportar un trabajo exterior al sistema. Esto es lo que han conseguido los científicos mencionados, pero utilizando partículas de luz. El dispositivo ideado es un sistema análogo a la bomba de calor. Su funcionamiento se basa en mover los fotones de la luz contra la corriente de un cuerpo caliente a un frío.

El mecanismo consiste en dos circuitos semiconductores independientes, integrados por inductancias y condensadores superconductores. Todo está integrado en un microchip, que es enfriado a temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir, a casi -273 °C.

La materia oscura es una sustancia invisible que permea el espacio. Fue descubierta porque distorsiona la luz de estrellas lejanas. | Gettyimages.

Para su funcionamiento se aplica una presión fotónica y se aprovecha la poca energía térmica que poseen los fotones. Al aplicar dicha presión, se pueden acoplar esos fotones a otros fríos, que poseen mayor frecuencia.

Uno de estos circuitos contenidos en el microchip es la parte fría de alta frecuencia y el otro, caliente, el de baja frecuencia. El circuito caliente está formado por una fuente de alimentación y una bobina, donde se crea una corriente. Esta genera un campo magnético que lleva al acoplamiento, cuyo efecto está relacionado con la presión y los fotones de la luz.

Por su parte, el circuito frío está constituido por un condensador superconductor. Cuando recibe una señal, actúa como un amplificador. Esto facilita que se detecten mucho mejor los fotones de radiofrecuencia que se escapan del circuito caliente. Y dando lugar al sistema que buscan los investigadores. Un amplificador que ayude a detectar la materia oscura.

¿Se puede utilizar para producir calor?

Aunque no es el objetivo inicial de la investigación, lo cierto es que se ha diseñado un sistema que con las modificaciones oportunas podría ser empleado como un generador de calor reversible. Es decir, que se pudiera aprovechar como una bomba de calor actual. Con la ventaja de que no se necesitan gases refrigerantes que en la actualidad se ha demostrado, son peligrosos.

La bomba de calor aprovecha el ciclo de Carnot de algunos fluidos, por medio de un trabajo de compresión y expansión. De esta forma se consigue robar calor de un lugar frío, para cederlo a otro más caliente.

La idea sería usar la tecnología del microchip descrito y hacerlo a gran escala. De forma que la energía conseguida pudiera ser aprovechada a nivel doméstico o industrial. Aunque todo esto es aún una suposición, no debemos descartar que nuevas investigaciones se encaminen en ese sentido.

Por ahora, los autores del descubrimiento han conseguido también transmitir una señal adicional al circuito frío. Esta señal sirve para crear un motor que, explicado de modo sencillo, amplifica los fotones fríos y los calienta.

A la vez que se produce lo anterior, dicha señal descarga los fotones en una dirección preferente entre ambos circuitos. Al ejercer mayor fuerza en una dirección que en la otra sobre los fotones, los científicos son capaces de enfriar los fotones de una parte del circuito a una temperatura más fría que la de la otra parte. De manera que se desarrolla una versión cuántica de la bomba de calor para fotones en un circuito superconductor.

Aerotermia con recuperación de calor

Es ya muy conocida la bondad de la aerotermia y de las bombas de calor en general. Sin embargo, otra innovación desarrollada hace algunos años consigue que aprovechamos aún más su funcionamiento en verano. Estos sistemas pueden calentar el agua sanitaria casi de forma gratuita, aprovechando el calor que la bomba de calor necesita disipar en el exterior.

Pero, ¿cómo es posible calentar el agua de forma gratuita? Todos sabemos que la bomba de calor puede realizar diferentes funciones. Un equipo de aerotermia está diseñado para proporcionar refrigeración, calefacción y, además, calentar el agua sanitaria. No obstante, la tecnología de recuperación de calor nos proporciona agua caliente sin consumo adicional de electricidad.

Para entender primero la tecnología de recuperación de calor, debemos recordar cómo funciona la bomba de calor en sí, tanto en invierno como en verano.

Bomba de calor con recuperación

Debemos tener en cuenta que la bomba de calor no genera calor o frío al consumir un combustible. Una caldera tradicional convierte la energía contenida en el gas, gasoil o biomasa, en calor mediante la combustión. Por el contrario, una bomba de calor absorbe el calor de un lugar para llevarlo a otro. No transforma una energía en otra.

Durante invierno, la bomba de calor aprovecha la energía térmica contenida en el aire del exterior. De modo que absorbe calor para trasladarlo al interior de nuestra vivienda o calentar el agua sanitaria, que usaremos en la ducha, por ejemplo.

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Al llegar el verano, hace lo contrario. Es decir, un equipo de aerotermia roba el calor que hay en el interior de nuestra vivienda para expulsarlo en el exterior. De forma que se consigue un descenso de la temperatura en el interior de las habitaciones. Allí donde tenemos instalado un split o un suelo radiante refrescante.

Hasta aquí cómo funciona el tradicional aire acondicionado o la bomba de calor normal. Sin embargo, al observar el funcionamiento en modo verano, comprobamos que hay un calor que es como un residuo. Este calor remanente debemos expulsarlo al exterior.

Como prueba de ello tenemos esa ráfaga de aire caliente que sale de la fachada de alguna tienda y nos sobresalta. Algo que muchos de nosotros sufrimos constantemente al caminar por la calle en verano. Y, ¿por qué no aprovechamos ese calor que nos sobra al climatizar durante la estación estival?

Esta es precisamente la solución que nos ofrece una bomba de calor con recuperación de calor.

¿Cómo funciona?

El aprovechamiento de la recuperación de calor se produce en los modelos de bomba de calor que disponen de los dos servicios. A saber, climatización y agua caliente sanitaria.

Así, una bomba de calor tradicional, o sin el sistema de recuperación, únicamente puede atender un servicio a la vez. Es decir, durante el verano, cuando necesitamos refrigeración dentro de nuestra casa, oficina o negocio, el equipo de aerotermia trabaja en modo verano. En este modo, roba calor del interior para expulsarlo al exterior, es el funcionamiento que vemos con el número ① en el siguiente dibujo.

Sin embargo, en esta situación no puede generar agua caliente sanitaria. Para ello, cuando el agua del depósito está fría, la bomba de calor debe parar el servicio de climatización para calentarla. Por ejemplo, si el agua está a 22 °C y nosotros la queremos a 45 °C.

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Así, como muestra la representación con el número ②, dejamos de tener aire acondicionado, mientras se calienta el agua del acumulador. Teniendo en cuenta que la bomba de calor sigue consumiendo electricidad.

En cambio, viendo el funcionamiento de una bomba de calor con recuperación, en el dibujo ③, observamos una pequeña diferencia. En estos modelos de aerotermia se ha integrado un pequeño dispositivo que permite aprovechar parte del calor que retiramos del interior de la vivienda. Así, se disipa en el acumulador de agua sanitaria, en vez de en el aire del exterior.

De este modo estamos calentando el agua sanitaria al mismo tiempo que enfriamos nuestra vivienda, por lo que estamos consiguiendo un ahorro de electricidad.

Recomendaciones para la aerotermia con recuperación de calor

Lógicamente, solo podemos aprovechar esta tecnología cuando necesitamos refrigeración. Por ello se recomienda la instalación de estos equipos de aerotermia en lugares donde la temporada estival es más larga. Es decir, en zonas geográficas con climas cálidos. En estas regiones, utilizaremos durante gran parte del año los sistemas de refrigeración y, apenas o nada, la calefacción. En estos casos el aprovechamiento de la recuperación de calor será mayor. Y por tanto el ahorro en la factura de la luz también.

No obstante, este sistema se ha implantado en otro tipo de equipos. Sirven para conjuntos de climatización de oficinas y con la misma intención: reducir el consumo eléctrico. En este caso, el objetivo es climatizar diferentes estancias con temperaturas muy diferentes. Es decir, unas oficinas en modo verano y otras en modo invierno.

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Esta tecnología se ha implantado en los sistemas VRF o de Volumen Variable de Refrigerante. Hasta la aparición de este sistema, todos los despachos tenían que usar el mimo modo de funcionamiento. Es decir, cuando una persona demandaba a través de su termostato una temperatura, obligaba a todos los usuarios a utilizar el mismo modo de funcionamiento. Y, por lo tanto, a un rango de temperaturas.

Sin embargo, con el sistema de recuperación de calor, cada estancia que dispone de termostato puede demandar la temperatura que desee. El kit de recuperación de calor se encarga de aprovechar el calor absorbido en una estancia. Este calor es inyectado en otra, ayudando en el ahorro del consumo eléctrico. Y lo que es más importante, ofreciendo un gran confort a todos los usuarios.

Estos sistemas de aerotermia con recuperación de calor son ideales para edificios con varias orientaciones. Unas oficinas expuestas directamente al sol necesitan refrigeración. En cambio, otras oficinas dan al norte, por lo que en ocasiones necesitan aumentar la temperatura para que los trabajadores no tengan frío.