Comunicación presentada al III Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autor
- Josep Vergés Fort, Técnico formador, Grupo Nova Energía
Resumen
Las calderas de biomasa son una buena solución para introducir las energías renovables para calefacción o ACS, con una generación de CO2 neutra, evitando así el efecto invernadero y mitigando el cambio climático. Pero al requerir más espacio que las instalaciones clásicas, muchas veces son de difícil ubicación en edificios ya construidos. Para solucionar ese problema, se puede realizar la instalación con sistemas modulares prefabricados o con contenedores, que permiten además de su integración total en el entorno, su instalación donde no se podría construir una sala de calderas ordinaria por superación de límites constructivos, dificultad de integración, etc.
Introducción
Evidentemente siempre es mejor energía no gastada que cualquier energía incluso renovable. Pero cuando ya se ha hecho todo lo posible, de forma razonable, para reducir al mínimo el consumo de energía, el siguiente punto a analizar es qué energía vamos a utilizar para aportar la necesaria.
Lógicamente la primera opción para plantear su uso son las renovables, cosa que las hace sostenibles en el tiempo y evitan la producción de CO2 contribuyendo a reducir el cambio climático.
Una de las posibilidades es la Biomasa. Tiene la ventaja sobre la solar o la eólica que se puede disponer de ella cuando la necesitamos, y de forma intensiva si hace falta, pues la producimos y la guardamos para cuando la necesitamos. Es una muy buena solución para producir ACS, calefacción, etc. cuando por ejemplo no hace sol suficiente.
Aunque la Biomasa ciertamente emite CO2, este se considera neutro, pues es un círculo cerrado de pocos años, en que con la ayuda del sol el árbol captura CO2 y produce madera, y al combustionar la madera liberamos otra vez ese mismo CO2. Por eso se considera neutro.
Además, si las calderas son de calidad, el rendimiento es muy alto, por encima del 90%, y las emisiones de partículas muy bajas.
Una vez tomada la decisión del uso de biomasa como vector energético en un edificio, el primer punto a resolver es dónde realizar esa instalación.
En un edificio de nueva construcción normalmente no será difícil, pues ya se realiza el diseño del edificio teniendo en cuenta los requerimientos necesarios. Pero muy a menudo en edificios antiguos, o en algunos casos en nuevos, puede haber elementos que dificulten o hagan inviable la instalación de calderas de biomasa.
Las razones más habituales son el volumen necesario del silo y las posibilidades de llenado del mismo, y por otro lado el mucho mayor tamaño de las calderas de biomasa respecto a las fósiles, además de la necesidad en la mayoría de los casos de un depósito de inercia con cierto volumen significativo.
En esos casos en que no es aconsejable o viable la instalación en los términos clásicos en que la caldera y el silo están en espacios interiores y/o integrados en el edificio, y se hace necesario algo externo, es cuando las soluciones contenedorizadas pueden ser una alternativa interesante. Especialmente cuando, por razones legales o de falta de espacio, no se puede construir el espacio necesario.
Soluciones contenedorizadas, la alternativa posible
Entendemos por soluciones contenedorizadas cuando la caldera, el silo o las dos cosas se ubican dentro de un espacio prefabricado para contener esos elementos.
En instalaciones pequeñas, la solución más común consiste en colocar la caldera, el silo o las dos cosas dentro de un contenedor de tipo marítimo. Se fabrica en las instalaciones del proveedor y se coloca en el lugar definitivo en poco rato, con la ayuda de una grúa, se enchufa y a funcionar.
Tiene la gran ventaja de su rapidez de instalación, sin prácticamente obra in situ (solo hace falta la adecuación de la base y la conexión de los tubos). No necesita proyecto de obra ni ocupa espacio constructivo (se considera provisional), lo que la hace una solución muy interesante en espacios protegidos o con serias limitaciones constructivas como parques naturales, zonas de interés arquitectónico, no disponer de espacio construible por cuota ya consumida, instalación temporal que luego se traslada a otro sitio, etc.
En instalaciones de más envergadura se recurre a unir varios contenedores, ganando así espacio para caldera y/o silo. En este caso también se suelen premontar parcialmente en la medida de lo posible, y luego se ensamblan in situ.
Tanto en un caso como otro, se puede realizar un acabado exterior de manera que en lugar de “aspecto de contenedor” quede integrado en el entorno, con acabados de madera, imitación de piedra, etc.
Otro problema que ayuda a resolver el sistema contenedorizado, es que se pueden hacer registros al exterior del contenedor (siempre que sea accesible) para el mantenimiento de ciertas partes del sistema, permitiendo así que el sistema sea más compacto. Sería para entendernos como una máquina de aire acondicionado, que se quitan los envolventes para acceder a la maquinaria. En una sala de calderas normal se tendrían que mantener unas distancias mayores que a lo mejor no son posibles por falta de espacio.
Otra solución es utilizar módulos prefabricados de hormigón. También tiene la ventaja de la rapidez de montaje sobre la obra tradicional, pues muchos elementos ya se premontan en las instalaciones del proveedor. Y en un momento dado, también facilita el desmontaje y traslado. Y también se puede hacer un acabado integrado con el entorno.
Tanto el contenedor como el modular, se pueden adosar al edificio y así por ejemplo incorporar un silo y dejar la caldera dentro del edificio, o todo (caldera y silo) en el módulo pero fuera. O separado del edificio y ser la instalación completa.
Otro formato interesante es el de “roof top” o instalación en tejado, ya sea en contenedor o con cierres ligeros. Si en sótano o plantas no hay espacio, se puede ubicar en el tejado, al igual que se hace con sistemas de aire acondicionado.
Normalmente se hace con pellet, que permite la carga neumática a una altura suficiente que lo haga viable, y se necesita un silo más pequeño comparado con la astilla.
Otra limitación de este planteamiento en tejado es la carga que pueda resistir el tejado, pero precisamente la ventaja del contendor es que de por sí mismo ya es autoportante, con lo que ya distribuye bastante las cargas sobre el espacio ocupado. De ser necesario se podrán tacos distribuidos para que los pesos apoyen en las vigas del edificio. O incluso colocarlo sobre unas simples vigas puestas de manera adecuada a los soportes del edificio y luego simplemente dejar el contenedor encima.
Como alternativa se puede instalar simplemente la caldera en el tejado visitable, colocar un silo textil o de chapa y luego hacer unos cerramientos ligeros con sándwich. Dependiendo del espacio, dejando espacio interior para mantenimiento, o incluso si es necesario, que estos paneles se abran como puertas de garaje para acceder a la caldera.
Ejemplos reales de instalaciones
Caldera de biomasa instalada en tejado
Caldera de pellet instalada en la azotea de una octava planta, para la producción de ACS en un albergue juvenil del centro de Barcelona.
En este caso se realizó un entramado de vigas para repartir las cargas, se colocó una caldera Froling P4 de 80kW, un silo textil de 5t, y los acumuladores de ACS. Posteriormente, así no interferían con a la grúa al montar, se construyó una cubierta y algún cerramiento parcial dejando otra parte abierta.
Caldera de biomasa en contenedor de hormigón prefabricado
Instalación de una sala de calderas de biomasa dentro de un contenedor de hormigón prefabricado realizada en un centro de discapacitados de Hondarribia, Guipúzcoa.
En este caso se preparó la base, en 2 días se realizó la construcción del edificio con los módulos prefabricados. Y mientras se realizaba el recubierto externo para integrarlo en los edificios del entorno, internamente se montaba la caldera Froling Turbomat de 250kW y el sistema hidráulico. En muy pocos días y sin casi perturbaciones en el entorno la instalación estuvo operativa.
Caldera de biomasa en contenedor metálico
Contenedor marítimo con caldera en su interior en conjunto de instalaciones municipales en Santa Pau (Girona). Esta instalación funciona como un mini District Heating que abastece al colegio de primaria, la guardería y el centro de día.
Como no se disponía casi de espacio construible, se aprovechó una zona de acceso con espacio sobrante para ubicar allí el contenedor con la caldera Froling T4 de 130kW. La mínima cantidad de espacio construible se utilizó para la construcción del silo, en este caso de hormigón prefabricado, y la parte de la caldera en contenedor, que no cuenta como construcción. Estando lógicamente las dos partes adosadas.