CRL 1-hr: 9/26 Introduction to Uptime Elements Reliability Framework and Asset Management System

Como una consecuencia de las crisis petroleras de 1973 y 1979, el gobierno federal canadiense realizó una importante inversión en tecnología infrarroja para inspeccionar muchos edificios federales gubernamentales para identificar aquellas áreas con exceso de pérdidas energéticas. Se obtuvieron importantes reducciones en costos a partir de las reparaciones efectuadas a aquellas áreas identificadas por este programa.

En los Estados Unidos, el Programa de Asistencia a la Climatización (WAP, por sus siglas en inglés) permite que familias de bajos ingresos puedan reducir de manera permanente sus facturas energéticas haciendo que sus hogares sean más eficientes en el uso de la energía. Los fondos se utilizan para mejorar el desempeño energético de las casas habitación de familias desposeídas mediante la utilización de las tecnologías y protocolos de pruebas más avanzados disponibles en la industria de la vivienda. La termografía infrarroja es una de las herramientas utilizadas para esto. El departamento de energía de los Estados Unidos proporciona financiamiento para los estados, territorios norteamericanos en ultramar así como los gobiernos de indios nativos que administran los detalles del día con día de estos programas. A su vez, estos gobiernos proveen de financiamiento a una red de agencias locales de acción comunitaria, organizaciones sin fines de lucro y gobiernos locales que proporcionan estos servicios de climatización en cada uno de los estados, el Distrito de Columbia, territorios norteamericanos y entre las tribus de nativos americanos.

La conservación de energía resultante a partir de los esfuerzos de las agencias locales y estatales ayuda a nuestro país a reducir su dependencia en el crudo extranjero y reduce además el costo de la energía para familias desposeídas a la vez que mejora la salud y seguridad de sus hogares. En los últimos 33 años, el WAP ha proporcionado los servicios de climatización a más de 6,4 millones de hogares de bajos ingresos. Las familias que reciben estos servicios de climatización han visto una reducción en sus facturas anuales de energía equivalente a USD$437, dependiendo de los precios del combustible.

Igualmente, en Europa también se desarrolla un programa de conservación de energía, en el cual también la termografía infrarroja es una de las herramientas utilizadas. La directiva 2002/91/CE de la Directiva del Desempeño Energético de Inmuebles del Parlamento y Consejo Europeos (EPBD, por sus siglas en inglés) cumple con la estrategia energética europea y, a nivel europeo, es una herramienta judicial muy útil, para mejorar de una manera efectiva el desempeño energético de los inmuebles.

De hecho, la EPBD ha:

  • Traído el tema del desempeño energético de los inmuebles a la atención de la ciudadanía y las agendas de las entidades públicas dentro de sus estados miembros;
  • Introducido la herramienta de certificación energética para asegurar cumplimiento con los requerimientos energéticos establecidos por ley;
  • Establecido que la certificación energética para inmuebles actuales deberá incluir sugerencias al respecto de posibles intervenciones buscando mejorar la eficiencia energética.
  • Incluido la certificación energética como uno de los documentos necesarios a ser incluidos con los títulos de venta de bienes raíces o contratos de arrendamiento de manera que el mercado de bienes raíces pueda volverse más transparente y desarrollar un mecanismo virtuoso en el cual la oferta y la demanda implique cada vez más a los inmuebles eficientes.
  • Hecho que los estados miembros estén más comprometidos en la organización de campañas de información dirigidas a los ciudadanos que enfaticen la eficiencia energética de los inmuebles para que sus decisiones tomen en cuenta no sólo los aspectos estéticos de una vivienda, sino también los costos energéticos asociados.1

El propósito principal del aislamiento en los muros exteriores de un inmueble es para conservar la energía utilizada por el sistema de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC, por sus siglas en inglés) adentro de la estructura, dedicado exclusivamente para el propósito por el cual fue creado – que es ya sea calentar o enfriar el interior. La eficiencia del aislamiento está fundamentada en la integridad de las millones de burbujas de aire dentro del material aislante. La conducción es el modo de transferencia térmica por el cual la energía se transfiere desde un lado de un material hasta el otro lado por el contacto íntimo de las moléculas. Entre más densos sea el material, es mejor conductor. Por ejemplo, los gases son los conductores más malos, hecho que los vuelve buenos aislantes; mientras que los sólidos y líquidos son mejores conductores que aislantes debido a que las moléculas en ambos de estos estados de la materia son bastante densas y muy unidas. Un aislante perfecto no permite el paso de ninguna energía desde el interior de un edificio calentado hacia el exterior frío en un clima gélido como los que se acostumbran en las áreas más al norte de Norteamérica. En las regiones hacia el sur, el trabajo que realiza el aislamiento es exactamente lo contrario. Se utiliza para evitar que la muy caliente energía del exterior se transfiera a través de la estructura hacia adentro del interior más fresco con aire acondicionado. Aunque no existe el material que sea considerado como el aislante perfecto, muchos materiales, tales como el aislamiento de fibra de vidrio y el aislamiento de poliestireno, cumplen con este propósito y reducen de manera significativa la cantidad de energía desperdiciada o que no es utilizada para realizar la tarea pretendida. En el caso de un aislamiento húmedo, las moléculas de agua dentro del aislamiento actúan como conductor (Figura 1). La transferencia térmica también es mucho mayor en donde no hay aislamiento y esto también resulta en un desperdicio de energía.

La termografía infrarroja puede identificar:

  1. Faltante de aislamiento (Figura 2)
  2. Aislamiento dañado
  3. Ingreso de agua/aislamiento húmedo
  4. Infiltración de aire
  5. Ex filtración de aire
  6. Transferencia térmica excesiva
  7. Fugas en sistemas de calefacción a base de agua caliente.

Figura 1: Imagen infrarroja a blanco y negro de aislamiento húmedo desde el interior de una estructura calentada en un día frío. Las áreas más oscuras representan áreas más frías en donde hay presencia de aislamiento húmedo.

Figura 2: Imagen infrarroja a color de aislamiento faltante en una residencia con aire acondicionado en un día caliente. Los modelos cuadrados calientes son un indicativo de un cuadro faltante de aislamiento de fibra de vidrio, llamados también colchonetas.

Figura 3: Imagen a color de una fuga de aire alrededor de una puerta exterior causada por haber omitido colocar las cintas de espuma de aislamiento tanto antes y después de la instalación.

La convección es la transferencia de energía mediante el movimiento de un fluido, que puede ser ya sea un gas o un líquido. Las “Ráfagas” causadas por infiltración/ex filtración de aire (Figura 3) hacen que los habitantes de la vivienda “le suban al control” lo cual incrementa la cantidad de energía utilizada para calentar la vivienda.

En procesos industriales aplican los mismos principios. Cuando se adelgaza o se cae el ladrillo refractario de un proceso caliente, la energía que se supone sirve para calentar el proceso a una temperatura específica se desperdicia al calentar el exterior del tanque en lugar de calentar el proceso. Esto puede detectarse muy fácilmente mediante la termografía infrarroja, según puede verse en la Figura 4.

Un área que suele pasarse por alto en situaciones industriales y comerciales es la energía desperdiciada cuando un componente eléctrico se calienta debido a una mayor resistencia, problemas de carga, o calentamiento inductivo. Hoy en día, el mayor enfoque radica en la seguridad eléctrica. La Asociación Nacional de Prevención de Incendios (NFPA, por sus siglas en inglés) ha recomendado que todos los equipos eléctricos sean inspeccionados con termografía infrarroja por lo menos una vez al año para identificar cualquier área que pueda tener el potencial de provocar incendios eléctricos y problemas de seguridad.

Con frecuencia, se piensa que la energía desperdiciada es insignificante. La primera ley de la termodinámica nos dice que la energía no se puede crear ni destruir dentro de un sistema cerrado, sólo puede transformarse de una forma a otra. El calor que podemos ver con nuestros sistemas infrarrojos mientras realizamos una inspección eléctrica no es más que energía eléctrica siendo convertida a energía térmica y que no se está utilizando para realizar el trabajo pretendido. Por lo tanto, en realidad, no es más que energía desperdiciada. En la figura 5, tenemos un caso de calentamiento inductivo. ¿Qué tanta energía eléctrica está desperdiciándose para calentar estos tornillos ferrosos a una temperatura mayor a los 100 °C por medio de calentamiento inductivo?

Otra pregunta que uno podría hacerse es, ¿qué tanta energía se está desperdiciando en conexiones de alta resistencia tales como la apreciada en la figura 6? Este calentamiento es resultante de que la energía eléctrica está siendo convertida a energía térmica en lugar de ser utilizada para darle potencia al equipo a donde debiera estar dirigida.

Si usted está involucrado en programas de gestión energética de índole residencial, comercial o industrial, la termografía infrarroja es una herramienta indispensable. No importa cuál sea la causa de la pérdida térmica, una cámara infrarroja puede rápidamente identificar las localizaciones de las pérdidas de calor. Al estar disponibles en las cámaras infrarrojas más modernas, los cálculos exactos de temperaturas abren la posibilidad de efectuar estudios de factibilidad financiera para determinar los beneficios en costos de las acciones remediales.

Referencias:

1. Fuente: “Comparison of Building Certification and Energy Auditor Training in Europe “, ENFORCE - European Network for Energy Performance Certification of Building, Sept. 2010 (Comparación de la Capacitación para Certificación de Inmuebles y Auditor Energético en Europa”, septiembre 2010, ENFORCE, Red Europea para Certificación de Desempeño Energético de Inmuebles).

Desde 1979, Wayne Ruddock ha estado involucrado en la termografía infrarroja y capacitación en termografía infrarroja. Es un experimentado veterano de inspecciones infrarrojas prácticas, dándole la capacidad para enseñar termografía de la vida real. Ha impartido cursos de capacitación en nivel 1 y nivel 2 por todo el mundo desde 1980. Ha escrito y presentado muchas ponencias infrarrojas en diversas conferencias a lo largo de los últimos 30 años, y es el autor de Basic Infrared Thermography Principles, disponible en books.mro-zone.com

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