En el contexto actual de emergencia climática, la eficiencia energética y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) se han convertido en pilares fundamentales para la sostenibilidad y el cumplimiento de los objetivos de descarbonización establecidos por la comunidad internacional.
La climatización y el suministro de agua caliente sanitaria (ACS) representan una parte significativa del consumo energético en edificios, lo que implica que cualquier mejora en la ecoeficiencia de estos sistemas puede tener un impacto considerable en la reducción del consumo de energía y, por ende, en la disminución de las emisiones de CO2.
Una de las tecnologías que ha ganado protagonismo en este ámbito es la aerotermia, considerada por la Unión Europea (UE) como una fuente de energía renovable, debiéndose este reconocimiento a que la aerotermia aprovecha la energía contenida en el aire, una fuente natural, inagotable y disponible en cualquier lugar, para producir calefacción, refrigeración y ACS de manera ecoeficiente.
El uso de sistemas de aerotermia, junto con otros sistemas basados en bombas de calor, está alineado con las políticas de eficiencia energética promovidas por la UE, cuyo objetivo es reducir la dependencia de combustibles fósiles y avanzar hacia un modelo energético más sostenible.
La aerotermia es una tecnología que, a través de una bomba de calor, extrae la energía térmica contenida en el aire exterior, incluso en condiciones de temperatura bajas, para transferirla al interior de un edificio y proporcionar calefacción, refrigeración o ACS.
Esta tecnología se basa en el principio de la termodinámica que establece que el calor puede transferirse de un medio a otro, lo que permite aprovechar la energía gratuita y renovable del aire exterior, realizándose este proceso de transferencia de calor mediante un ciclo de refrigeración inverso.
Existen varios tipos de sistemas de aerotermia, dependiendo de la configuración y del uso específico al que estén destinados, siendo los más comunes los sistemas de aerotermia aire-agua y aire-aire.
En el caso de los sistemas aire-agua, el calor extraído del aire se transfiere a un circuito de agua, que luego se utiliza para calefacción a través de radiadores, suelo radiante o para producir ACS.
Los sistemas aire-aire, por su parte, transfieren directamente el calor del aire exterior al interior del edificio mediante un sistema de conductos, y son más comúnmente utilizados en sistemas de climatización que requieren tanto calefacción como refrigeración.
Por otro lado, la bomba de calor es una tecnología más amplia, de la cual la aerotermia es solamente una de sus aplicaciones, siendo la bomba de calor un dispositivo que transfiere energía térmica de un lugar a otro, utilizando un ciclo de compresión y expansión de un fluido refrigerante.
Esta tecnología es capaz de extraer calor de diferentes fuentes, como el aire, el agua o el suelo, y transferirlo al interior de un edificio para proporcionar calefacción o ACS. De manera inversa, también puede extraer el calor del interior del edificio y transferirlo al exterior, proporcionando refrigeración.
Las bombas de calor se dividen principalmente en 3 tipos, según la fuente de calor utilizada:
- Aerotérmicas, mencionadas anteriormente y que extraen el calor del aire exterior.
- Geotérmicas, que aprovechan el calor almacenado en el subsuelo, utilizando un sistema de tuberías enterradas que circulan un fluido que captura y transfiere este calor.
- Hidrotermales, que extraen el calor del agua, que puede provenir de fuentes como ríos, lagos o incluso agua subterránea.
La principal semejanza entre la aerotermia y la bomba de calor radica en su principio básico de funcionamiento: ambos sistemas utilizan un ciclo termodinámico para transferir calor de una fuente externa a un medio interno.
Este principio es el mismo que subyace en tecnologías ampliamente utilizadas como los frigoríficos y los aires acondicionados, lo que demuestra su fiabilidad y eficacia. Tanto la aerotermia como las bombas de calor, en general, se caracterizan por su alta eficiencia energética, ya que son capaces de producir más energía en forma de calor que la energía eléctrica que consumen.
Esto se traduce en un coeficiente de rendimiento (COP) superior a 1, lo que significa que, por cada kWh de electricidad consumido, el sistema puede producir varios kWh de calor.
Sin embargo, existen diferencias significativas entre la aerotermia y las bombas de calor en general, que radican principalmente en la fuente de energía utilizada y en las aplicaciones específicas para las que están diseñadas.
La aerotermia se limita a extraer energía del aire exterior, lo que la hace más sencilla de instalar y más accesible en una amplia variedad de entornos, incluyendo zonas urbanas y edificios residenciales.
Además, los sistemas de aerotermia suelen ser más compactos y menos costosos de instalar en comparación con otros tipos de bombas de calor, como las geotérmicas, que requieren perforaciones y un mayor despliegue de infraestructuras.
Por otro lado, las bombas de calor geotérmicas y las hidrotermales, aunque pueden ofrecer un rendimiento más constante y eficiente debido a la estabilidad de la temperatura del suelo y del agua a lo largo del año, requieren una inversión inicial mayor y una evaluación más exhaustiva del terreno o del acceso a fuentes de agua adecuadas.
Estos sistemas geotérmicos e hidrotermales son más comunes en proyectos de mayor envergadura o en zonas donde las condiciones son propicias para aprovechar estas fuentes de calor.
En términos de evolución tecnológica, tanto la aerotermia como las bombas de calor han experimentado avances significativos en los últimos años. Las mejoras en la eficiencia de los compresores, el desarrollo de refrigerantes más ecológicos y la integración de tecnologías de control inteligente han permitido que estos sistemas sean más eficientes, fiables y adaptables a diferentes necesidades energéticas.
Además, se han desarrollado sistemas híbridos que combinan aerotermia con otras fuentes de energía renovable, como la solar fotovoltaica, lo que maximiza la eficiencia energética y minimiza la dependencia de la red eléctrica.
En el caso de la aerotermia, la tendencia es hacia la creación de sistemas cada vez más compactos y modulares, que faciliten su instalación en edificios existentes sin necesidad de realizar grandes obras. Asimismo, se está trabajando en mejorar el rendimiento de estos sistemas en climas extremadamente fríos, donde la eficiencia puede verse comprometida cuando las temperaturas exteriores son muy bajas.
Las bombas de calor, en general, están evolucionando hacia una mayor integración con sistemas de almacenamiento energético y de gestión de la demanda, lo que permite optimizar su funcionamiento en función de las necesidades del usuario y de la disponibilidad de energía renovable.
Esta evolución está alineada con el desarrollo de redes inteligentes (smart grids), donde los edificios no sólo consumen energía, sino que también pueden producirla y gestionarla de manera eficiente.
En conclusión, tanto la aerotermia como las bombas de calor representan tecnologías clave en la transición hacia un modelo energético más sostenible y eficiente y, aunque comparten el principio básico de transferencia de calor, cada una ofrece soluciones específicas adaptadas a diferentes necesidades y contextos.
La aerotermia, con su simplicidad y accesibilidad, es una opción ideal para aplicaciones residenciales y en áreas urbanas, mientras que las bombas de calor, en sus diferentes variantes, ofrecen soluciones más especializadas que pueden maximizar la eficiencia en contextos más específicos.
La continua evolución de estas tecnologías promete mejorar aún más su rendimiento y contribuir significativamente a la reducción de la huella de carbono en el sector de la edificación, acercándonos cada vez más a los objetivos de descarbonización global.
