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Centro Deportivo de El Ejido (León)

Una instalación mixta de energía solar térmica, biomasa y gas natural que abastece de energía térmica al Polideportivo Salvio Barrioluengo.

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El proyecto del Centro Deportivo Salvio Barrioluengo de El Ejido en León se considera uno de los ejemplos más representativos y relevantes de los realizados en los últimos años en el sector de las energías renovables y la eficiencia energética. Prueba de ello es el galardón con el primer premio en el IV Premio Carlos García Ocejo a la Calidad de las Instalaciones. Pero este proyecto no hubiera sido posible sin el apoyo de tres entidades que han desempeñado un papel fundamental en su ejecución: el Ente Regional de la Energía de Castilla y León (EREN), que asume la realización técnica del proyecto así como la financiación; el Ayuntamiento de León, que permite la ocupación del edificio y se responsabiliza del mantenimiento de la instalación y la optimización del consumo energético; y la Consejería de Medio Ambiente de CyL, la cual se encarga de la obtención y suministro de biocombustible, realizando la extracción sostenible de la biomasa del monte, transportándola a una planta de procesamiento para producir astilla y enviándola al punto de consumo.

Centro Deportivo Salvio Barrioluengo El Ejido de León

El origen del proyecto parte de la voluntad del EREN de desarrollar sistemas de energías renovables y eficiencia energética en edificios públicos especialmente interesantes que puedan servir de modelo y permitan establecer experiencias demostrativas para la divulgación y fomento de sistemas e instalaciones basadas en nuevos modos energéticos.

El edificio y su demanda energética

El edificio del Centro Deportivo de El Ejido está situado en pleno casco urbano de León, se compone de tres plantas. La planta baja, con una superficie de 2.600 m2, contiene el área general (vestíbulos, cafetería, cocina, etc.), área húmeda (dos piscinas, sauna e hidromasaje), vestuarios y administración. El área social (salas y vestíbulo) se localiza en la planta primera y dispone de una superficie de 300 m2. Finalmente el sótano ocupa 1.700 m2 y en él se ubican el área de tiro (calles de tiro, vestuarios y vestíbulo), instalaciones (calefacción, depuración, grupo electrógeno, etc.).

La estructura y distribución del edificio se traduce tanto en una limitación de espacio en lo que se refiere a las cubiertas, que albergan los paneles solares, como en las cercanías de la sala de calderas, donde se ubica el depósito o silo para la biomasa. Es por ello que, una vez analizados los aspectos constructivos y energéticos se optó, como alternativa más adecuada, por la implantación de un sistema mixto de energía solar y biomasa, complementado en situaciones punta de demanda por una caldera de gas natural.

Descripción de la instalación

El proyecto de El Ejido fue realizado por el Ente Público Regional de la Energía de Castilla y León (EREN) entre 2005 y 2006. En él, el uso de las energías renovables tiene un importante protagonismo. En un principio se había previsto el uso de gas natural, pero, finalmente, se optó por un proyecto que integra un sistema mixto de energía solar térmica, biomasa y gas natural. El elemento realmente interesante del proyecto es el establecimiento de prioridades entre las diversas fuentes energéticas, dándose prioridad a la energía solar térmica sobre la biomasa y a ésta sobre el gas natural.

El EREN encargó la realización de este proyecto a la empresa Cenit Solar de Valladolid, con la colaboración de HC Ingeniería para la parte referente a la biomasa. Una vez realizado el cálculo y la redacción del proyecto, éste se sacó a concurso en dos partes: la instalación solar y la instalación de la biomasa. La parte solar fue adjudicada a la empresa Grupo Enerpal. La de biomasa, a la que Cenit Solar y HC Ingeniería se presentaron conjuntamente, les fue adjudicada a éstos, de manera que Cenit Solar aportó la experiencia en montajes y HC Ingeniería el conocimiento y las referencias en biomasa, además de ser el proveedor de las calderas instaladas en el proyecto: dos calderas KWB, modelo TDS Powerfire de 150 kW.

Instalación solar térmica

La instalación de energía solar térmica consta de 90 captadores solares térmicos planos marca Isofotón modelo Isonox II, distribuidos en 18 baterías de 5 captadores cada una. Dichas baterías se unen dos a dos en serie, conectándose los captadores dentro de cada batería en paralelo. La superficie total de captación instalada es de 169,2 m2.

Debido al espacio libre disponible en la cubierta plana del edificio, los captadores están orientados al sur geográfico con una desviación de 20º hacia el este e inclinados 45º respecto de la horizontal. La instalación solar térmica sirve tanto para la climatización del vaso de la piscina grande del Polideportivo como para el suministro del ACS (Agua Caliente Sanitaria) necesaria en los vestuarios.

Instalación sistema de biomasa

Para la instalación de la biomasa se diseñó una sala de calderas en el interior del edificio, construida con materiales resistentes al fuego y ventilación superior e inferior, prestando especial cuidado en lo referente a la emisión de partículas sólidas por chimenea y a los ruidos del sistema, dado que el edificio está situado dentro del caso urbano.

La instalación incluye dos calderas de biomasa KWB, modelo TDS Powerfire con una potencia regulable de hasta 150 kW, conectadas a un depósito o silo de almacenamiento de biomasa gracias a un tornillo sinfín que, de manera automática, transporta el biocombustible hasta un depósito intermedio desde el cual se alimenta directamente la caldera para realizar la combustión.

El sistema de combustión se compone de un dispositivo de gasificación con alimentación inferior por medio de un tornillo sinfín, quemador en forma de anillo dotado de inyectores de aire, cúpula de distribución de gases de alta temperatura y zona de combustión completa en régimen turbulento.

El encendido se realiza mediante un sistema de inyección de aire, previamente calentado por una resistencia eléctrica, y la caldera está dotada de un sensor de nivel de combustible que detecta la cantidad de éste necesaria en cada momento.

Una vez realizada la combustión, un intercambiador de calor, compuesto por un haz de tubos verticales colocados de forma simétrica y con un sistema de limpieza automático de cenizas, se encarga de realizar una distribución óptima del calor, consiguiendo un elevado grado de eficiencia, de más de un 90%.

La caldera está dotada de un sistema de tiro forzado y, gracias a una óptima regulación de los ventiladores (unos para extracción de gases de combustión y otros de impulsión de aire de combustión con regulador de velocidad), el sistema necesita un consumo de energía mínimo. Las calderas de biomasa constan de un sistema de seguridad antiincendio de varios niveles, que incluye también un sistema de seguridad contra el peligro de retroceso de la combustión.

Se han instalado dos chimeneas independientes (una por caldera) de diámetro interior 250 mm, con un aislamiento de lana de roca de un espesor mínimo de 30 mm y que no sobrepasan más de un metro la altura de los edificios colindantes.

La instalación cuenta también con un depósito de inercia, que permite optimizar el consumo energético y el desgaste de la instalación, puesto que se disminuye la frecuencia de encendido y apagado de las calderas al poder acumular energía y requerir la puesta en marcha, únicamente, después de haber consumido toda la energía almacenada en dicho depósito.

La interconexión de todos los sistemas citados se realiza con el correspondiente circuito hidráulico constituido por el trazado de tuberías, con recubrimiento aislante para todos los circuitos, bombas de circulación, vaso de expansión, sistemas de seguridad, llenado, purga, valvulería y accesorios.

Las calderas de biomasa funcionan en combinación con una caldera de gas y con el sistema de energía solar térmica. Éste último se acopla al sistema convencional de forma independiente, mientras que las calderas de biomasa y la de gas funcionan en cascada.

Sistema de control y mantenimiento

Las calderas de biomasa disponen de un sistema de regulación interno que recoge los datos de temperatura en la ida y el retorno de la misma y en un punto de aplicación. Cuando la temperatura recibida en dicho punto de aplicación (por ejemplo, el colector de impulsión) sea menor que la temperatura de consigna deseada, la caldera se pone en funcionamiento, activando el hogar de combustión.

En función de que la demanda aumente o disminuya se ordena una entrada de aire mayor o menor en el sistema de combustión, regulando así la potencia producida por la caldera.

El mantenimiento y funcionamiento de las calderas de biomasa requiere de una supervisión constante y cualificada. Es necesario un responsable para la adquisición y control de calidad de la biomasa, así como para el control de la instalación y la limpieza y gestión de las cenizas (dos o tres veces al año).

Instalación de gas

La instalación de gas está compuesta por una única caldera con potencia nominal de 300 kWt. El modelo de la Caldera instalada es Ygnis FBG 350 con quemador Monarch weishaupt modelo WG Gas Natural y potencia 80/550 kW. Las características básicas de la instalación son: cuerpo de caldera con gran aislamiento (60 mm), puerta con revestimiento de fibra cerámica y apertura de izquierda a derecha o reversible (según necesidades de la instalación), quemador de dos llamas gas, bridas de la caldera mecanizada para el quemador correspondiente, fibra cerámica para recatado entre cabeza de quemador y puerta, anillos de elevación, visor de llama integrado en la puerta, cable de conexión caldera/quemador, presión de servicio estándar 4 bares (presión de prueba 6 bares), la temperatura de retorno en caldera se debe mantener por encima de los 55 ºC.

La sala de calderas tiene una salida directa al exterior del edificio y además de las calderas alberga las bombas de recirculación de los distintos circuitos que componen la instalación.

Sistema de telecontrol implementado a toda la instalación

La regulación y control de la instalación se ha encomendado a un autómata industrial modular que realiza además las funciones de evaluación de las prestaciones energéticas proporcionadas por las tres fuentes térmicas del edificio y la monitorización de todos los procesos, obteniendo los datos de los diferentes parámetros del sistema: piscina, aplicación de ACS e integraciones de la energía proporcionada por el sistema solar y la total demanda en ambos consumos.

El autómata permite su conexión remota vía módem para descarga y tratamiento de los valores de las variables anteriores previamente almacenadas por el mismo, así como su visualización en display instalado in situ. Además, su programación permite el control continuo del funcionamiento de la instalación a distancia.

Ventajas y resultados de la instalación

La valoración desde la puesta en marcha de la instalación realizada en el Centro Deportivo de El Ejido es muy positiva, destacando especialmente el fomento del ahorro y la eficiencia energética, así como diversos beneficios medioambientales, entre otros.

Cabe destacar la reducción de emisiones atmosféricas, la utilización de recursos energéticos autóctonos, la mejora de los bosques mediante la gestión sostenible del monte para obtener de él, gracias a su limpieza, el biocombustible necesario, y la reducción del riesgo de incendios y plagas en los mismos.

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