Aerotèrmia, el sistema que substituirà la vostra calefacció i l’aigua calenta

La darrera cimera ambiental de les Nacions Unides, COP26, ha deixat un regust de fracàs. Però la lluita contra el canvi climàtic continua i els objectius finals són clars: cal descarbonitzar totes les societats en l’horitzó del 2050. Actualment, l’atenció s’ha centrat molt en dos punts. Per una banda, en la instal·lació de plaques solars i molins eòlics per a generar electricitat neta, en substitució de les centrals de carbó, de gas i nuclears. Per una altra, en l’electrificació del transport, és a dir, en el canvi dels vehicles de combustió per vehicles de bateria i motors elèctrics. Tanmateix, potser l’acció que tindrà més dificultats, resultarà més complexa i ens afectarà més serà la necessitat d’abandonar els combustibles fòssils en la climatització de l’habitatge i dels edificis on treballem i comprem. Avui dia, les nostres calefaccions es basen fonamentalment en gas i gasoli, i tard o d’hora les haurem de substituir. Hi ha un acord general sobre la tecnologia principal a usar: l’aerotèrmia. Existeix de fa anys i, de fet, ja es fa servir a moltes cases, però encara és una gran desconeguda. Tot seguit us n’expliquem tots els detalls.

La magnitud de l’envit de canviar totes les calefaccions d’un país

Les setmanes passades va haver-hi força polèmica al Regne Unit per l’anunci del govern de prohibir les calderes de gas a partir de l’any 2035. El govern donarà un ajut –limitat a Anglaterra i a Gal·les– de 5.000 lliures per substituir-les per aerotèrmia, que avui dia té un cost d’instal·lació de 6.000 a 18.000 lliures. Arran d’aquests plans, amb un ampli ressò mediàtic, la societat britànica ha pres consciència de l’envit a què s’encara: els experts calculen que això afecta 25 milions de llars, que són les que disposen actualment de calderes a gas. Amb un pressupost de 450 milions durant tres anys, els mateixos experts apunten que només es podran canviar 90.000 calderes, una xifra clarament insuficient. I atenció a la magnitud del canvi: el govern vol que el 2028 s’arribin a canviar 600.000 calderes anualment. Aquí ha sorgit una nova alarma: el país no té prou enginyers ni instal·ladors per a fer-ho possible. El govern no ha fet públic cap pla per a resoldre-ho.

El nostre país s’encara amb el mateix desafiament que el Regne Unit, i amb els mateixos problemes. Catalunya, amb 3 milions d’habitatges, el País Valencià amb 2 milions, i les Illes Balears amb mig milió, no disposen de plans detallats per a fer aquesta substitució tecnològica que afecta pràcticament totes les famílies i empreses. De fet, igual que al Regne Unit, el degà del col·legi d’enginyers de Barcelona, Miquel Darnés, assenyalava fa pocs dies la manca d’enginyers en l’àmbit renovable. Això s’afegeix al dèficit estructural en formació professional, amb queixes del sector industrial de fa dècades i que no han estat prou ateses pels governs.

Què és l’aerotèrmia?

Literalment, aerotèrmia significa ‘calor de l’aire’. En català és un terme que s’ha popularitzat i que ens ha arribat pel castellà, però encara no ha estat acceptat als diccionaris, ni tan sols pel centre de terminologia (Termcat). En anglès es fa servir heat pump, ‘bomba de calor’, un terme que té més tradició en la nostra llengua. És la tecnologia que incorporen molts aires condicionats de fa anys per proporcionar aire calent, a més de l’aire fred. L’aerotèrmia aplica el mateix principi també per escalfar aigua. La bomba de calor és una tecnologia plenament consolidada i que presenta grans avantatges en relació amb els radiadors elèctrics tradicionals. El fonamental és que les bombes de calor tenen un rendiment energètic molt superior: consumeixen menys electricitat i abarateixen el rebut de la llum. Si les resistències poden generar un màxim d’1 kWh de calor amb 1 kWh d’electricitat, l’aerotèrmia pot arribar a generar 4 kWh de calor.

Molts lectors deuen recordar de l’escola aquell principi que diu “l’energia no es crea ni es destrueix, es transforma”. Com és possible que a partir d’1 kWh d’electricitat generem 4 kWh de calor? D’on surt la resta d’energia, si les lleis de la física ens diuen que no la podem crear? La raó és que les bombes de calor són compressors que extreuen la calor de l’energia que hi ha a l’aire. Per molt baixa que sigui la temperatura de l’aire –ja hi ha bombes de calor que treballen a -20 °C–, té calor. El compressor la capta i es desprèn de la part freda –si volem aire condicionat, el funcionament és just a la inversa. És per això que dels compressors d’aerotèrmia surt aire més fred que l’ambiental: li ha estat presa una part de la calor per utilitzar-la dins de casa.

L’aerotèrmia es fa servir cada vegada més en combinació amb la geotèrmia, és a dir, el sistema amb què es capta la calor del subsol. En aquest cas, el compressor no extreu energia de l’aire, sinó del subsol, seguint el mateix principi. L’avantatge és que la temperatura del subsol és més estable durant l’any i, depenent de la fondària i les condicions geològiques concretes de cada zona, pot ser molt més calent que no pas l’aire. L’inconvenient és que la combinació amb la geotèrmia surt més cara, tot i que a la llarga se’n pot acabar recuperant el sobrecost econòmic pels estalvis produïts. L’opció que prenguem dependrà del nostre pressupost, de la situació de casa nostra i dels consells que ens donin els professionals responsables de la instal·lació.

Què cal saber si volem instal·lar-nos aerotèrmia a casa?

De moment, no és obligatori canviar la caldera de gas o de gasoli, però hem de pensar que tard o d’hora ho serà. Per tant, si pensem a fer una reforma o hem de comprar un habitatge nou, haurem de sospesar si fem el canvi. Primer de tot, cal tenir en compte que, a diferència dels sistemes tradicionals de resistència elèctrica, que feien pujar molt la factura elèctrica, l’aerotèrmia és el sistema més eficient per a obtenir calor i no consumeix tanta electricitat com els tradicionals.

Generalment, l’aerotèrmia es refereix a un sistema de generació de calor integral, és a dir, per a tots els usos de la casa. A diferència de les bombes de calor dels aires condicionats, que només produeixen aire calent, l’aerotèrmia té dos grans circuits. El primer genera aigua calenta sanitària, la que va a les aixetes, per a dutxar-nos, per a rentar-nos les mans o per als plats. Fa servir, per tant, les canonades normals de casa. El principal canvi en relació amb una caldera de gas és que cal un dipòsit on acumular l’aigua calenta, tal com fan ja els termos elèctrics tradicionals amb resistència –com hem vist, molt més ineficients. Però els dipòsits d’aigua d’aerotèrmia han de ser una mica més grossos, perquè la produeixen a una temperatura inferior (uns 50 °C) i, per tant, quan es barreja amb l’aigua freda, per obtenir la temperatura final desitjada, necessitarem afegir-hi més aigua calenta del dipòsit.

El segon circuit és el que es dedica a la climatització. Aquí l’aerotèrmia proporciona una gran flexibilitat, perquè podem triar entre dos sistemes de calefacció. Per una banda, que funcioni com un aire condicionat tradicional i ens proporcioni calor a l’hivern i fred a l’estiu, amb un flux d’aire. I per una altra, fer aigua calenta per escalfar la llar amb radiadors o un terra radiant, en un circuit separat de l’aigua calenta sanitària. En aquest segon cas, podem aprofitar instal·lacions prèvies amb calderes de gas, si més no parcialment. Podrem continuar utilitzant les canonades del circuit de radiadors de la casa i del terra radiant, però els radiadors segurament els haurem de canviar. El motiu és el mateix que hem vist amb l’aigua calenta sanitària: les bombes de calor produeixen una temperatura més baixa i segurament necessitarem radiadors més grossos per a escalfar adequadament cada habitació. Ens caldrà consultar-ho als especialistes.

Aerotèrmia parcial

Com veiem, l’aerotèrmia no ha d’implicar un canvi complet del nostre sistema de calefacció. Igualment, tampoc no cal que d’entrada hàgim d’optar per un sistema integral d’aerotèrmia, és a dir, per canviar la calefacció i l’aigua calenta alhora. De fet, com que el clima ens obliga a tenir aire condicionat fred a l’estiu, a diferència del nord d’Europa, a moltes cases ja n’hi ha, de bombes de calor que poden usar-se per escalfar-se amb aire condicionat. En aquests casos, podem conservar els compressors dedicats a l’aire condicionat i instal·lar termos elèctrics amb bomba de calor. Són més cars que els tradicionals, però se n’acaba recuperant el sobrecost ràpidament pels estalvis en el rebut de la llum –consumeixen molta menys electricitat. Externament, s’assemblen molt als termos tradicionals, però són una mica més grossos perquè incorporen una bomba de calor específica i, com hem vist, calen dipòsits més grossos. Així mateix, la instal·lació és una mica més complexa que la d’un termos elèctric de resistència, perquè cal una captació d’aire atmosfèrica i una canonada d’evacuació de l’aire fred. A més, l’aire fred expulsat ha d’anar a parar a un lloc diferent del de captació, per no barrejar-los.

El resultat és que la diferència fonamental pràctica entre un sistema parcial i un d’integral és el nombre de compressors. En el parcial n’hi ha dos: el tradicional de l’aire condicionat, i l’incorporat al dipòsit d’aigua calenta sanitària. Això pot ser determinant segons l’espai de casa nostra. Per exemple, en molts edificis d’habitatges de l’àrea metropolitana de Barcelona hi ha compressors d’aire condicionat als balcons. Són pisos petits en edificis que no van ser pensats per a un ús generalitzat de bombes de calor. En molts d’aquests pisos no es pot optar per un sistema integral, perquè un compressor més gros no hi ha cap. Per tant, tant sí com no n’haurem d’instal·lar un altre per a l’aigua calenta al safareig –on sol haver-hi la caldera de gas. I pensem que també podem fer ús del terrat de l’edifici –tot i que això, generalment, encareix la instal·lació.

Geotèrmia, sistemes centralitzats i autoproducció solar

Al nostre país no abunden els sistemes de calefacció i aigua calenta centralitzats en edificis d’habitatges, que són més comuns al nord d’Europa. En aquests casos, com també en edificis d’oficines, comerços o indústria, l’aerotèrmia segueix els mateixos principis, només que les instal·lacions són d’escala industrial. Ací és on l’aerotèrmia combinada amb la geotèrmia té més sentit. Les empreses poden encarar el sobrecost d’instal·lació, que serà compensat per l’estalvi energètic, atès que el consum serà alt.

En el cas de la geotèrmia, hi ha dues grans variants: captació vertical o horitzontal. La segona, pensada per a cases unifamiliars, és la més barata i senzilla. S’instal·la un circuit tancat horitzontal a poca fondària –de 60 cm a 2 m– al terreny lliure de la parcel·la. És un conducte que fa ziga-zagues, per on es fa circular aigua perquè agafi temperatura (tal com es veu a la imatge). La bomba de calor extraurà la calor de l’aigua d’aquest circuit, que es refredarà i tornarà al circuit per tornar-se a escalfar –a la inversa si volem fred a l’estiu. Amb aquesta calor, escalfarà el circuit de la calefacció de la casa –separat del de la geotèrmia. En la geotèrmia de captació vertical no cal tanta superfície –un factor que pot ser limitador–, perquè es perfora sols verticalment. Se sol arribar a uns deu metres, per contenir el cost i estalviar complexitat, però es pot arribar a cent metres o més. És més eficient que l’horitzontal i, a més, no l’afecta el canvi d’estació –el refredament del terreny a l’hivern o l’escalfament a l’estiu. Al nostre país ja n’hi ha unes quantes, d’instal·lacions d’aquesta mena, com ara la del Santuari de Núria, al Ripollès. Però encara se n’ha de fer molta difusió: si a Suècia hi ha 120 instal·lacions geotèrmiques per cada 1.000 habitants, a Catalunya només n’hi ha 0,11.

Finalment, hi ha l’autogeneració solar, que ara viu un boom a casa nostra. Si tenim plaques solars a la teulada, l’aerotermia ens permetrà d’abaratir enormement la factura energètica, perquè podrem substituir completament el gas amb la nostra producció solar. Primer de tot, haurem d’estudiar si adquirim una bateria per aprofitar les nostres plaques solars al màxim, o fins i tot adquirir-ne més d’una per cobrir la nova demanda. En aquests casos, és convenient de consultar professionals per obtenir-ne diverses opinions.

I això ens fa tornar al començament. Aquest canvi s’haurà de fer a milions de cases del país molt ràpidament els anys vinents. Requerirà molts llocs de feina de personal qualificat que ara mateix no tenim i que s’haurà de formar.

El nostre país va molt endarrerit en la instal·lació de renovables i l’electrificació del transport, dos fronts complexos per si sols, però que són relativament petits en comparació amb el desafiament de canviar totes les calefaccions del país. D’entrada, no tenim prou enginyers, encarregats de dissenyar les instal·lacions d’acord amb la normativa. Ni tampoc prou instal·ladors. Perillem de tornar-nos a trobar a la cua d’Europa en aquesta nova transició.