El 29 de noviembre se cumplieron cinco años de la aprobación definitiva por parte del Ayuntamiento de Bilbao del Plan Especial de Zorrotzaurre, un proyecto de regeneración urbana que incluía, entre otras actuaciones, la rehabilitación de una vieja nave industrial para darle un uso cultural. El proyecto europeo EINSTEIN ha hecho posible que en este histórico edificio, conocido como Papelera de Zorrotzaurre, se haya instalado un Sistema de Almacenamiento Térmico Estacional (SATE) que permite ahorrar un 50% en calefacción.
La empresa española Tecnalia ha sido la coordinadora del Proyecto Europeo EINSTEIN (Effective INtegration of Seasonal Thermal Energy Storage Systems IN existing buildings), en el que han participado siete países: Alemania, Bulgaria, España, Holanda, Italia, Polonia y Reino Unido. Con el objetivo de validar los resultados del estudio en diferentes condiciones climáticas, se han construido dos plantas piloto, una en Polonia y otra en España.
Objetivos principales del Proyecto Einstein
El concepto del almacenamiento térmico estacional (SATE) consiste en almacenar la energía solar térmica en los meses de verano (cuando mayor es la disponibilidad solar) para su uso posterior en los meses de invierno (cuando mayor es la demanda de calor).
El principal objetivo del proyecto es demostrar la viabilidad de aplicar este concepto en los edificios existentes. De esta manera se contribuye al objetivo de la UE de reducir el consumo energético de su parque edificatorio, responsable del 40% de la demanda de energía.
En suma, EINSTEIN pretende desarrollar, evaluar y demostrar un sistema de calefacción de bajo consumo energético, basado en dicho el concepto SATE, en combinación con bombas de calor para cubrir la demanda de calefacción y ACS de los edificios existentes. De esta manera se puede reducir drásticamente el consumo de energía (ahorro de energía primaria hasta de 70% si se compara con los sistemas térmicos convencionales existentes).
El consorcio también ha querido desarrollar una nueva bomba de calor capaz de trabajar a temperaturas mayores que las bomba de calor estándar así como herramientas de software para estimar el coste de instalaciones de almacenamiento estacional.
Edificio Papelera de Bilbao
El demostrador español ha sido el ya mencionado Edificio Papelera de Bilbao, incluido en el plan de regeneración urbana de la península de Zorrotzaurre. Se trata de una antigua nave industrial de 1.050 metros cuadrados, gestionada por el Ayuntamiento de Bilbao, que desde junio de 2016 se emplea para actividades culturales. La obra ha sido ejecutada por Tecnalia y Acciona. Infraestructuras.
La demanda energética en calefacción de este edificio se ha estimado en 83 MWh al año. Al comenzar los trabajos de construcción, el objetivo era cubrir con la nueva instalación el 30% de dicha demanda.
Para el sistema de almacenamiento térmico estacional se ha diseñado un tanque cilíndrico de doble estructura metálica, una dentro de la otra, con un aislamiento térmico especial entre ambas. Este depósito, con 8 metros de altura y siete de diámetro, tiene capacidad para albergar 200.000 litros de agua que puede permanecer caliente durante semanas hasta alcanzar una temperatura máxima de 90 ºC.
La energía térmica almacenada procede de los captadores solares ubicados sobre la cubierta de la nave con una superficie de 62 metros cuadrados.
La instalación se combina con una caldera existente de gas natural de 190 kW y una bomba de calor de 69 kW térmicos, ambas conectadas al sistema de calefacción por suelo radiante. Todo monitorizado mediante un sistema SCADA.
La energía térmica almacenada durante los meses estivales es utilizada en invierno para la climatización y el agua caliente sanitaria, con un ahorro energético del 50%. Cuando la temperatura del agua del depósito se encuentra entre los 25ºC y los 10ºC, la bomba de calor usa la energía térmica estacional para calefactar el edificio. Pero si dicha temperatura es inferior a los 10ºC, entra en funcionamiento la caldera de gas natural.
Almacenar el calor del verano para usarlo en invierno
Según explica Tecnalia, al final del verano la temperatura del agua del tanque puede alcanzar hasta un máximo de 85-90 ºC. Esta suele ser en los meses de octubre o noviembre, dependiendo de la radiación solar del año. A partir de este momento, y a medida que dicho volumen de calor va disminuyendo, la temperatura del agua también empieza a menguar.
Cuando la temperatura del agua almacenada baja por debajo de 40ºC – 45ºC, no puede usarse directamente en el suelo radiante, sino que se utiliza como entrada para una efectiva bomba de calor agua-agua que eleva la temperatura del agua del sistema de calefacción. Cuando el calor almacenado se agota, al llegar a 15-20 ºC, se utilizan las calderas de gas natural del edificio, quedando el depósito de calor en espera de que vuelva a salir el sol.
Visto bueno de la Comisión Europea
Además de la Antigua Papelera de Deusto, en el marco del proyecto, se ha realizado una instalación similar aunque algo mayor en un hospital de Varsovia. En este se ha instalado una bomba de calor desarrollada por otro participante en el proyecto que permite trabajar a mayores temperaturas que las bombas de calor convencionales.
Adicionalmente el proyecto ha contemplado el desarrollo de herramientas de cálculo para este tipo de instalaciones.
A finales de 2015, cuando finalizó el proyecto, la Comisión Europea dio su visto bueno a la experiencia puesta en marcha en el Edificio Papelera. Una delegación de 28 especialistas visitó la instalación y comprobó que sí es viable utilizar un sistema de almacenamiento estacional de calor.
En conclusión, el proyecto EINSTEIN ha aportado una solución al gran problema del parque edificatorio existente Europa, formado por numerosas construcciones antiguas que no cumplen los actuales criterios de ahorro y eficiencia energética. Tecnalia y sus socios europeo han encontrado una tecnología que puede ser aplicada en la rehabilitación energética de viviendas, naves industriales y edificios patrimoniales.