Evolución del sector de la climatización en los últimos 50 años: confort, calidad y eficiencia energética por Arcadio García Lastra

Para elaborar este artículo, hemos recabado la opinión de los miembros del Comité Técnico de Atecyr y con las vivencias escuchadas, unida a la narrativa de nuestra conferencia inaugural del Curso de Experto en Climatización, Historia, presente y futuro de la climatización, hemos podido estructurar, de forma somera, el siguiente artículo histórico.

La evolución tecnológica sufrió sus primeros cambios por la propia innovación e investigación de fabricantes en particular y de la sociedad científica en general, también por tendencias propias del mercado. Las últimas transformaciones han sido fruto de exigencias reglamentarias (fundamentalmente en la última década) por los distintos mecanismos técnicos y legislativos por todos conocidos.

A lo largo de todos estos años se asiste no sólo a la aparición de nuevos equipos, sino tambien al desarrollo y perfeccionamiento de los procedimientos de cálculo y a los datos de partida necesarios para implementar dichos cálculos.

Nos gustaría aclarar, en este punto del artículo que el acondicionamiento de aire es un proceso de tratamiento del aire de los locales habitados, regulando las condiciones de temperatura, humedad, limpieza (renovación y filtrado) y movimiento del aire dentro del mismo buscando el bienestar de sus ocupantes. En el mercado de la climatización se ha acuñado el término de aire acondicionado o calefacción, en vez del término adecuado que es acondicionamiento de aire.

Las primeras instalaciones de climatización que existieron se utilizaron para ambientes industriales y se remontan al comienzo del siglo XX en los EEUU (y a finales del XIX). A partir de ahí, los avances tecnologicos de los fabricantes y la forma de trabajar en el diseño de la propia instalación por parte de las ingenierias fueron sufriendo  transformaciones, que de forma somera, intentamos redactar a continuación.

DÉCADAS DE LOS AÑOS 20, 30 y 40

Aparecen los primeros inicios de un mercado de climatización en EEUU acondicionando locales de gran ocupación como eran los cines y teatros de la época. A estos emplazamientos, les siguieron hospitales, oficinas, aeropuertos y hoteles.

Esta misma tendencia se reprodujo en nuestro país, y los primeros edificios que estaban acondicionados eran industrias como fábrica de maquinaria herramienta en la que las piezas de precisión se fabricaban en ambiente acondicionado (1954). Posteriormente el acondicionamiento de aire se asentó en diversos edificios públicos, como por ejemplo cines; en Madrid el entonces Capitol, el Palacio de la Prensa, el Palafox, el Elíseos, entre otros.

DÉCADAS DE LOS AÑOS 50 Y 60

En estos años aparece la refrigeración mediante barras de hielo sobre las que se hacia pasar una corriente de aire, plantas enfriadoras agua-agua con NH₃ y R12 (aproximadamente en el año 1930) con compresores abiertos (alternativos y centrífugos). Tambien aparecen las primeras torres de refrigeración con relleno de ladrillos (calculadas a mano en las ingenierias de entonces), calderas pirotubulares y acuotubulares de grandes dimensiones. Los combustibles primarios utilizados para convertirse en energia final eran el carbón y fuelóleo. Los sistemas de control eran todo-nada o modulantes, electromecánicos o neumáticos, y casi todos sin retroalimentación (de lazo abierto). Las Unidades de Tratamiento de Aire se conformaban con cerramientos de obra, diseñadas a la medida (no había fabricantes y produccion de productos en serie).

Influído el sector por la tecnología procedente de USA, en España durante un tiempo sólo se instalaban sistemas de fan-coils, o de caudal de aire variable. A finales de la decada de los 60, año 1959 se fabricaban aparatos autónomos de acondicionamiento de aire de 9.000 a 90.000 Frig/h, de condensación por agua y, salvo algunos accesorios, todo era de fabricación española. 

En la década de los 60 se calculaban las instalaciones en régimen permanente, no porque se desconociera la existencia del régimen transitorio, con sus secuelas de acumulación y retraso de la carga térmica, sino por la imposibilidad de solventar en tiempo las ecuaciones diferenciales que rigen la transferencia térmica.

DÉCADAS DE LOS AÑOS 70 Y 80

En una época poco asociativa, y menos acostumbra aún a organizaciones no lucrativas, un grupo de técnicos españoles estimó, en 1974, la necesidad de agruparse para conseguir un mejor desarrollo e implantación de las Tecnologías de climatización, calefacción y frío en nuestro país.

En España, en aquella época, el sector estaba muy poco profesionalizado y tecnificado, en muchos casos el instalador calculaba el número de elementos de un radiador por aproximación, “a ojo”, y los más expertos, llegaban a contar el número de losetas del solado, y conforme a unas tablas que circulaban por el sector, determinaban la potencia del radiador…

El hecho es que ante este ambiente, muchos ingenieros que habían terminado recientemente su carrera, expresaron a los más veteranos las inquietudes, y la necesidad de profesionalizar el sector.

Una vez resueltos los requisitos administrativos, el 22 de enero de 1975 se celebró la primera Rueda de Prensa de presentación de ATECYR. Su presidente, Mortes Alfonso declaró:

“Normalización, información, enseñanza, control de calidad, lucha contra la polución y ahorro de energía, pueden considerarse como nuestros objetivos principales. Cada vez hacen falta más y mejores técnicos, y la única forma de mantener sus conocimientos al día es creando una organización interprofesionales que se ocupe de su formación permanente, pues no hay que olvidar que las técnicas necesarias para salir airosamente del constante reto diario de la evolución tecnológica son tan recientes que, muchas de ellas, han sido descubiertas después de haber terminado nuestros profesionales sus estudios académicos.”

Aparecen las primeras plantas enfriadoras con refrigerantes halogenados (para elevar la seguirdad de las intalaciones evitando explosiones e intoxicaciones que prouducían los refrigerantes naturales) y las primeras plantas enfriadoras agua-aire. En paralelo, aparecen los primeros compresores semi-herméticos y herméticos accionados electricamente. Al final de la decada de los 80 aparecen los compresores de tornillo semi-herméticos.

Los sistemas de control evolucioan utilizando sensores y actuadores eléctricos y neumáticos, P, PI, PID.

Existe una mejora sustancial de las unidades terminales y de difusión introducción de sistemas de caudal variable. En los años 80, Europa inició un camino diferente, basado en el bienestar, y experimentó y desarrolló soluciones más avanzadas que las americanas, sistemas que hoy son las que lideran el mercado. Entre otros, mencionar los sistemas radiantes, el retorno de la inducción, y, como no, la aparición de los sistemas de expansión directa. También se produce una gran mejora en la reducción de dimensiones de los equipos y en la disminución de los niveles sonoros.

DÉCADA DE LOS AÑOS 90 HASTA HOY

La evolución tecnológica quizás no es excesiva, pero las gamas de equipos, sus características constructivas y de diseño, han mejorado sustancialmente desde los años 90.

Se mejoran los conceptos de diseño de distribucion de agua aumentando la temperatura de agua refrigerada y disminución de la temperatura de agua caliente. Mejora de la calidad de todos los equipos como efecto de la entrada en vigor de normas EN e ISO (motores, compresores, ventiladores, bombas etc.), armonizadas en pro de un mercado único. 

Se aprovecha toda la posiblidad de los combustibles (aprovechamiento de la condensacion del agua de los humos) mediante las calderas de baja temperatura y de condensación. Comienza la desaparición de carbón, fuelóleo y gasóleo como fuentes energeticas a favor y  dominio del Gas Natural. Desaparición de refrigerantes dañino para la capa de ozono (los que contienen cloro).

Cambios importantes en el diseño se produjeron como consecuencia de la necesidad de repartición de gastos (Directivas Europeas y RITE) y necesidad de aprovechamiento de la energía. Como consecuencia de esto, existe la utilización intensiva del aire exterior como medio de refrigeración (sobretodo en invierno y medias estaciones) con la ayuda del enfriamiento adiabático.

Aparecen los compresores frigoríficos rotativos (de paletas, scroll, de tornillo, centrífugos) y desaparicen los compresores alternativos de pistón.

Alrededor de los años 2000, hay un gran avance con los sistemas de control a través de los Sistemas de Gestión Técnica Centralizada, con gran avance en general de la electrónica en todos los equipos e instalaciones. Hoy dia las técnicas de  control, regulación, transmisión de datos, manipulación de los mismos, simulación “in tempo”, transforman la información en conocimiento y permiten una eficiencia  impensable no sólo hace 50 años, sino probablemente no vaticinable hace sólo 25 años.

A nivel de cálculo, la situación ha cambiado drasticamente de manera que el proyectista sigue manteniendo un ojo puesto en el momento de carga punta, mientras que el otro se extiende hacia una integral extendida a todo el período de funcionamiento la cual va a suministrar no sólo la demanda energética sino el consumo y por ende el rendimiento de los equipos. Es decir, aparece la “simulación” no sólo de la epidermis del edificio, sino del comportamiento edificio-instalación.  Destacamos el papel de los ingenieros e  incidimos en su capacidad actual para realizar proyectos internacionales, estamos a uno de los mas altos niveles mundiales, pese a lo cual, remarcar que es necesario a base de formación, mejorar el nivel medio de nuestros técnicos.

Texto refundido de la ponencia magistral inaugural de D. Alberto Viti impartida en las 5 ediciones del Curso de Experto en Climatización y la opinión de D. Ramón Velázquez, D. Alejandro Cabetas, D. Rafa Úrculo, D. Juan José Quixano y D. José Manuel Pinazo.