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La
energía solar para la climatización de albercas |
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Climatizar el agua de una
alberca puede ser necesario en algunos climas o épocas
del año en los que la temperatura ambiente diurna
es agradable pero el agua está demasiado fría
para un baño placentero.
La climatización de
albercas supone aplicar energía calorífica
al agua para lograr que se eleve a una temperatura de en
torno 24-27 º Centígrados, imposibles de alcanzar
de manera natural.
Para esta aplicación
se requieren de grandes cantidades de energía, ya
que es necesaria mucha cantidad de calor para elevar la
temperatura de un volumen tan importante de agua. Este calor
se pierde además con una enorme facilidad en contacto
con el ambiente.
Caldear el agua de la alberca
con una fuente de energía fósil convencional
supone un tremendo derroche ya que para lograrlo es necesario
emplear una gran cantidad de combustible. El combustible
empleado es muy caro y se emiten grandes cantidades de CO2
perdiéndose el calor además con gran rapidez.
Muestra de lo importante de ese derroche es que en muchos
países esta totalmente prohibido el uso de energías
convencionales para calentar albercas, estando sólo
permitidas para este fin las energías renovables
o las residuales de otras aplicaciones.
La climatización de
albercas por energía solar supone, en cambio, una
excelente opción, es segura, muy rentable y ecológica
ya que emplea una fuente de energía abundante, inagotable
y totalmente limpia. Por todas estas razones está
ampliamente difundida en muchas partes del mundo.
La climatización de
albercas es probablemente la aplicación solar más
extendida en México. El clima suave del país
hace que incluso en los meses considerados de invierno la
temperatura diurna en las horas centrales permita el uso
de la alberca. Sin embargo es frecuente que el agua en esos
meses se encuentre demasiado fría para que el baño
sea placentero. Por ello en muchos lugares se opta por instalar
calefacción solar en la alberca para caldear el agua
a una temperatura de entre 24 y 27 grados centígrados.
En Chile y en Argentina sólo
quizá en las regiones cálidas del Norte sea
posible el uso de la alberca durante todo el año.
En cambio en las zonas centrales la época de utilización
de la alberca se restringe a la estación estival.
Mediante la calefacción solar de la alberca se puede
ampliar la estación de baño desde Septiembre
hasta Abril en las zonas centrales.
En España el uso de
la alberca queda restringido a los meses estivales (con
la excepción de Canarias, donde se puede usar durante
todo el año). Con los sistemas solares se puede ampliar
su uso de la piscina desde Junio a Septiembre.
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Principios
básicos de la climatización de albercas |
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Como
norma general la calefacción y climatización
de cualquier espacio se rige según el principio por
el cual se deberá aportar tanto calor como el que se
pierde por los muros o paredes que delimitan ese espacio.
Para ello habrá que
cuantificarse el calor que se pierde en función de
la conductividad de dichas paredes y la relación
de temperaturas entre el área calefactada y el exterior.
Por otro lado también debe de tenerse en cuenta las
ganancias de calor debidas a la exposición al sol
o a otros factores.
En resumen se puede afirmar
que habrá que aportar tanta energía calorífica
como lo que resulte de la diferencia entre pérdidas
y ganancias. Evidentemente si las ganancias igualan o superan
a las pérdidas no será necesario el uso de
ningún sistema de calefacción.
En el caldeamiento de albercas
rigen los mismos principios con algunas particularidades:
-En primer lugar hablamos
de un espacio que contiene agua. El agua es una sustancia
que tiene un gran poder calorífico lo que significa
que para lograr que alcance una determinada temperatura
es necesario suministrarle una gran cantidad de energía.
Por otro lado el agua tiene tendencia a conservar con mayor
facilidad que otras sustancias el calor. Tiene lo que se
denomina inercia térmica. En comparación con
el aire el agua necesita en torno a 5 veces más energía
que el aire para subir 1 grado centígrado de temperatura,
tardando también mucho mas tiempo en perder ese calor.
También hay que mencionar
que las piscinas son espacios a calefactar situados en muchas
ocasiones al aire libre con lo que el agua tiene una gran
superficie en contacto directo con el aire exterior por
el que se pierde una gran cantidad de calor. En el caso
de albercas cubiertas este factor es diferente, reduciéndose
las pérdidas a través de la superficie en
un grado muy importante.
Las formas por las que una
alberca puede peder energía calorífica son
las siguientes:
Evaporación-
En todas las superficies de contacto aire-agua ocurre este
fenómeno independientemente de la temperatura a la
que nos encontremos. El agua al evaporarse absorbe calor
que toma de la masa de agua que se queda en estado líquido,
lo que provoca que esta se enfríe. Tendremos una
mayor o menos evaporación dependiendo de la sequedad
y temperatura de la atmósfera, siendo muy importante
la exposición al viento de la alberca, ya que suele
ser el factor que mas provoca la evaporación.
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PÉRDIDAS POR EVAPORACIÓN
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Radiación- Es el calor
que pierde el agua de la alberca por irradiación a
la atmósfera. Las noches frescas de cielo raso (sin
una nube) son las más propensas a que ese calor se
pierda. En el caso de albercas cubiertas las pérdidas
por radiación se reducen en gran medida. |
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PÉRDIDAS
POR RADIACIÓN
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Conducción-
El calor que se pierde a través de las paredes. Es
una pérdida en general poco importante.
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PÉRDIDAS POR CONDUCCIÓN
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Convección-
Pérdida que se da sólo en albercas descubiertas
al estar en contacto el agua cálida con el aire más
frío. |
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PÉRDIDA
POR CONVECCIÓN
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Renovación-
La renovación del agua de la alberca normalmente
se hace con agua más fría de la temperatura
deseada.
La ganancias
de energía en la alberca están siempre relacionadas
con la luz del Sol que reciba, cuantas más horas
de sol reciba mas ganancia de calor tendrá. Siendo
muy importantes las sombras que se proyecten sobre la alberca
a distintas horas del día.
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GANACIA POR EXPOSICIÓN
SOLAR
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El rendimiento de las instalaciones
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Los rendimientos de estas
instalaciones suelen encontrarse entre los mas altos de
la energía solar ya que sólo tenemos que elevar
la temperatura del agua hasta los 27 o 28 grados como máximo,
lo que supone un salto térmico bajo en los cuales
los colectores solares trabajan con un rendimiento muy alto.
En cambio en otras aplicaciones en los que necesitemos temperaturas
más altas el rendimiento es sensiblemente más
bajo
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Elementos utilizados
en las instalaciones para calentamiento de albercas |
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1-Colectores solares
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Para las instalaciones de
calentamiento de albercas por energía solar se pueden
emplear colectores solares de placa plana y colectores solares
específicos de albercas. No es recomendable usar
los de tubo de vacío ya que en ese rango de temperaturas
el redimiento es inferior y su coste es mucho mas elevado.
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Colectores
solares de placa plana-
Son los más habituales en las instalaciones de energía
solar. Están compuestos por una caja cubierta por un
vidrio para provoca el efecto invernadero. En el interior
de la caja se coloca un absorbedor de color negro que transforma
la radiación solar en calor. El agua circula por unos
tubos adheridos al absorbedor y elevan su temperatura. |
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Colectores
específicos para albercas- Son más sencillos
y económicos que los anteriores, funcionando además
con un mejor rendimiento para calentamiento de albercas. Básicamente
se trata de una serie de conductos de un material plástico
(polipropileno o caucho) de color negro mate dentro de los cuales
circula el agua de la alberca. El sol calienta esos tubos y
a su vez el agua que circula por ellos. Son flexibles y más
sencillos de instalar que los de placa plana. No tienen vidrio
ni necesitan caja metálica que proteja el conjunto, de
ahí su precio más económico. Este tipo
de colectores no sirven para ninguna otra aplicación,
pero para el calentamiento de albercas resultan los más
interesantes. |
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Corte
de colector solar para albercas y detalle de tubos |
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2-Conducciones |
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Los
conductos a emplear son normalmente el PVC o el polipropileno.
Técnicamente se puede usar cualquier tipo de conducción
empleado en plomería, incluso sin necesidad de aislante. |
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3-
Bomba o electrocirculador |
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Elemento encargado de tomar el agua
de la alberca y bombearla a través de los colectores
para que se caliente. En determinados casos, si la potencia
es suficiente, es posible utilizar la misma bomba que sirve
para depurar la alberca. En otros casos será necesario
emplear una bomba independiente. El cálculo de la
potencia de la bomba deberá ser realizado por personal
cualificado.
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4-
Sistema de control |
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Conjunto de termopares o sensores eléctricos
que paralizan automáticamente la bomba en los momentos
en que los colectores no reciben suficiente radiación
solar ( por tiempo nublado o por ser de noche). De esta
manera se aprovecha al máximo la energía solar
así como se mantiene la bomba funcionando sólo
el tiempo necesario.
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5-
Manta térmica |
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Elemento muy recomendable. Consiste en una manta de material
plástico aislante que recubre la alberca en los momentos
desfavorables ( noches y momentos de temperaturas bajas)
reduciendo muy considerablemente las pérdidas térmicas.
Con el empleo de la manta térmica en número
de colectores necesarios se reduce en buena medida resultando
la instalación sensiblemente más económica.
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Consejos
prácticos para el comprador de una instalación
de calefacción de albercas |
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-Las instalaciones de calentamiento
de agua para albercas, como todas las instalaciones de energía
solar, requieren de un personal cualificado para su dimensionado
e instalación. Busque empresas instaladoras con experiencia
y trabajadores adecuadamente formados.
- No es recomendable recurrir
a instaladores que se basen exclusivamente en la capacidad
de la alberca para dimensionar el área de colectores.
( ejemplo 1 colector cada 10 mil litros). Esto es debido
a que cada alberca es diferente. Factores como el grado
de sombreamiento, la exposición al viento, microclimas
locales, forma y profundidad de la alberca o color de las
paredes hacen de cada alberca diferente a las demás
y por lo tanto con distintos requerimientos en cuanto al
número de colectores. Todos estos factores deben
ser tenidos en cuenta por el técnico proyectista
debidamente formado a la hora de efectuar los cálculos
- El uso de la manta térmica
es también un factor muy importante, sobretodo en
los meses de invierno ( o los meses de utilización
menos favorables en los que se use la alberca) en los que
en las noches frías provocan unas pérdidas
de calor muy grandes en las albercas descubiertas. En estas
épocas frías es incluso recomendable destapar
la alberca solo en las horas centrales del día, cuando
la temperatura sea más cálida. En caso de
elegir no usarse manta térmica se requerirían
una cantidad de colectores significativamente más
grande lo que encarecería innecesariamente la instalación.
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