Tecnologías de ahorro de energía y su papel en la vida moderna

Tecnologías de ahorro de energía y su papel en la vida moderna
Fotografía: bioenergyconsult.com
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Las tecnologías de ahorro de energía se entienden como diversos procesos productivos y domésticos destinados a reducir el consumo de materiales y recursos energéticos por unidad de producción o por unidad de energía gastada: térmica o eléctrica.

En principio, son posibles dos formas de ahorrar energía: gastar menos recursos energéticos no renovables (gas, carbón, petróleo) o utilizarlos de manera más eficiente.

Consideremos los sectores de actividad económica más importantes, donde la introducción de tecnologías de ahorro de energía es especialmente importante. Se trata de la industria, la construcción y los hogares.

Práctica de aplicación de tecnologías de ahorro de energía en la producción

Tradicionalmente, la metalurgia, la industria química y la ingeniería mecánica son las que consumen la mayor parte de los recursos materiales y energéticos. El criterio para la eficacia de cualquier proceso tecnológico es su indicador de eficiencia.

Las principales pérdidas son:

  1. Pérdidas por fricción que surgen durante el funcionamiento de cualquier sistema mecánico de conversión de energía.
  2. Pérdidas de calor, en las que el exceso de recursos se gasta en calentamiento improductivo del medio ambiente.
  3. Pérdidas de energía eléctrica que acompañan a los procesos de transmisión de energía significativa a largas distancias.
  4. Pérdidas magnéticas en dispositivos diseñados para transformar un tipo de energía en otro.
Energy saving technologies
Fotografía: alliance-allice.com

Al mismo tiempo, a medida que aumenta la potencia de una sola unidad, también aumenta el nivel de sus pérdidas. Dado que los recursos energéticos tradicionales se utilizan con mayor frecuencia para el funcionamiento de las industrias metalúrgicas, el aumento del consumo de energía suele ir acompañado de un deterioro de la situación medioambiental.

Para reducir el consumo energético específico en metalurgia se utiliza:

  • Uso ampliado de materias primas secundarias y residuos de producción;
  • Optimización de la gestión de instalaciones metalúrgicas mediante tecnología informática;
  • Dispositivos caracterizados por una mayor eficiencia durante su funcionamiento.

En la industria química se están introduciendo tecnologías que ahorran recursos de manera similar. Y en el mecanizado de metales se utilizan predominantemente tecnologías que no generan residuos: por ejemplo, los procesos de deformación plástica se prefieren cada vez más al procesamiento mecánico (que produce una cantidad importante de virutas) y en estado frío, cuando la cantidad de residuos es mínima.

Superconductores: nuevos materiales para una energía eficiente
Superconductores: nuevos materiales para una energía eficiente

Las tecnologías de ahorro de energía se están desarrollando de manera especialmente intensa en industrias con producción en masa. Un ejemplo es la producción de automóviles o motores. Las tecnologías modernas de ahorro de energía acompañan toda la cadena de nacimiento de un vehículo nuevo, desde su diseño, durante cuyo desarrollo se tienen plenamente en cuenta los factores de resistencia al movimiento del vehículo, hasta las operaciones de montaje realizadas con la mayor productividad y calidad.

Al producir motores energéticamente eficientes, se tienen en cuenta la carga del motor, el mínimo calor residual y los gases de escape, la máxima eficiencia, y para los motores de combustión interna, también se tiene en cuenta la mejor composición química del combustible.

Nuevas tecnologías de ahorro energético en la construcción

Al diseñar y construir edificios residenciales y públicos, se deben tener plenamente en cuenta los costes de las pérdidas improductivas.

Energy saving technologies
Fotografía: aceee.org

Entre ellos:

  • Pérdidas durante la calefacción de espacios.
  • Pérdida de calor a través del techo de los edificios.
  • Procesos de intercambio de calor débilmente controlados entre la superficie exterior del edificio y el medio ambiente, especialmente durante la estación fría.
  • Aire acondicionado ineficaz.

La tecnología de construcción de ahorro de energía más prometedora en Rusia es la instalación de módulos de revestimiento por condensación. Estos dispositivos proporcionan una mayor eficiencia de combustión, del 89% al 97%, y se consideran el método más eficiente de calefacción y ventilación que utiliza gas combustible.

Las unidades de condensación se instalan en los tejados, lo que también proporciona una ventilación eficaz. Estos dispositivos contienen un intercambiador de calor secundario. Los gases de escape que pasan a través de este intercambiador de calor reducen su temperatura hasta el punto en que se condensa el vapor de agua. Esto permite que los dispositivos recuperen el calor latente que de otro modo se perdería en el aire de escape.

La energía renovable es un compromiso necesario entre el hombre y la naturaleza
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Las tecnologías modernas de ahorro de energía también se han desarrollado constantemente a la hora de elegir equipos de calefacción. Por ejemplo, un sistema de calefacción por infrarrojos que utiliza tecnología de ahorro de energía puede reducir el consumo específico de energía entre un 70 y un 75 %, mientras que los sistemas de automatización mantienen la mejor humedad relativa del aire en las instalaciones. Hasta ahora, estas tecnologías de calefacción que ahorran energía se utilizan principalmente en edificios de poca altura.

El diseño y la instalación de sistemas de iluminación para edificios, calles y otras instalaciones se caracterizan por una escala mucho mayor de implementación de tecnologías de ahorro de energía en la construcción. Las lámparas LED tienen aquí una clara ventaja: tienen un flujo luminoso un 85% superior al valor proporcionado por las lámparas incandescentes de la misma potencia. En los próximos años, se espera que la densidad de potencia de los LED se duplique, desde los actuales 125-135 lúmenes por vatio a 230 lúmenes por vatio.

Aún más prometedor desde el punto de vista de las tecnologías modernas de ahorro de energía es el uso de iluminación por inducción. En comparación con las lámparas incandescentes, las lámparas de inducción son aproximadamente cuatro veces más eficientes y duran más de 40 veces más.

Principales direcciones y programas de ahorro energético en el asentamiento

Los recursos y las tecnologías de ahorro de energía son especialmente relevantes para los hogares privados, cuando el ahorro en costes de materiales sólo se garantiza mediante su uso racional.

Energy saving technologies
Fotografía: constellation.com

Las principales direcciones para introducir tecnologías de ahorro de energía en una casa privada son:

  • Aislamiento eficaz de paredes y uso de materiales con mayor capacidad calorífica en la construcción.
  • Reducción de costes energéticos en la instalación de sistemas de aire acondicionado.
  • Uso de bombas de calor para suministro individual de agua con mayor eficiencia.
  • Utilizar, siempre que sea posible, centrales eléctricas que utilicen fuentes de energía renovables: eólica, iluminación solar, agua geotérmica, etc.

Un ejemplo de uso racional de recursos y tecnologías de ahorro de energía es el proceso de enfriamiento del refrigerante en los sistemas de aire acondicionado. Los enfriadores modernos se caracterizan por un mayor volumen de condensadores y evaporadores, y los compresores le permiten variar la velocidad de transmisión y controlar la potencia de los acondicionadores de aire.

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El papel de los procesos de eficiencia energética y las tecnologías de ahorro de energía en la fontanería doméstica es fundamental. En particular, los inodoros de doble descarga y los urinarios por gravedad sin agua pueden ahorrar hasta un 30% de agua. Es importante destacar que el mecanismo de doble descarga es parte de la válvula de descarga y se puede instalar fácilmente en accesorios de plomería existentes.

Los urinarios sin agua funcionan sin mecanismo de descarga. En lugar de un drenaje tradicional, se utiliza un cartucho reemplazable que contiene un líquido único que sirve como sellador. El líquido sellador actúa como una barrera hermética, evitando que se absorban los olores interiores. Permanece en el cartucho, por lo que el urinario sin agua se limpia aproximadamente 3-4 veces al año, lo que proporciona un importante ahorro energético.

Los planes para la introducción generalizada de tecnologías de ahorro de energía se elaboran teniendo en cuenta su importancia. Así, hasta el 31% de las pérdidas de recursos materiales y energéticos en los países desarrollados se producen en la industria, el 28% en la logística, el 22% en el sector doméstico y el 19% en la construcción.

Datos interesantes sobre las tecnologías de ahorro de energía

  • Dinamarca ocupa el primer lugar en el mundo en términos de nivel de uso de tecnologías de ahorro de energía per cápita. Así, hasta un tercio de toda la electricidad del país se genera mediante centrales eólicas.
  • El 35 % de todo el consumo de energía en la industria mundial se destina a la metalurgia ferrosa y no ferrosa.
  • Oak Ridge y General Electric han creado un nuevo tipo de refrigerador doméstico que utiliza imanes especiales para generar frío. Un refrigerador de este tipo utiliza el efecto magnetocalórico, según el cual se logra una disminución o un aumento de la temperatura del material cambiando el campo magnético. El consumo específico de energía se reduce entre un 37 y un 40 %.