Aunque el agua caliente se prefiere para los sistemas de calefacción en construcciones nuevas, el vapor todavía se usa ampliamente en edificios más antiguos de Nueva York. Los datos recopilados a través del Plan de Edificios Más Verdes y Grandes (GGBP, por sus siglas en inglés) revelan que la mayoría de los edificios de más de 50,000 pies cuadrados aún usan calefacción de espacio a base de vapor.

• El 72,9% de los edificios tienen calderas de vapor alimentadas por gas natural o fuel oil, mientras que el 10% depende del servicio de vapor del distrito de Con Edison. En otras palabras, el 81,9% de los sistemas de calefacción de los grandes edificios de Nueva York todavía utilizan vapor.
• Las calderas de agua caliente ocupan el segundo lugar, ya que representan el 13,4% de los sistemas de calefacción, mientras que todas las demás configuraciones representan menos del 5% de los sistemas de calefacción.

Con respecto a la distribución del calor, el 68,1% de los sistemas de calefacción utilizan tuberías de vapor, mientras que el 26% utilizan tuberías hidrónicas. La calefacción eléctrica directa y la distribución de aire forzado se encuentran en menos del 6% de los edificios de Nueva York de más de 50,000 pies cuadrados.

El gas natural es la fuente de calor más común para las calderas de vapor, seguido por el aceite para calefacción, y la mayoría de estas calderas de vapor se encuentran en edificios residenciales multifamiliares. El Urban Green Council ha determinado que actualizar estos sistemas de vapor a configuraciones más modernas es una de las áreas de oportunidad más prometedoras para mejorar la eficiencia energética en la ciudad de Nueva York, al tiempo que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los sistemas basados en vapor ofrecen la ventaja de no requerir una bomba, ya que el vapor se eleva a radiadores individuales por sí solo, y esa es la razón principal por la que los edificios antiguos los tienen. Sin embargo, para una carga de calefacción dada, un sistema a base de vapor consumirá mucho más combustible que un sistema de agua caliente que utiliza una caldera y bombas, produciendo más emisiones como consecuencia. Para cumplir con su objetivo de reducción de emisiones del 80% para 2050, la ciudad de Nueva York tendrá que eliminar gradualmente la calefacción de vapor en sus edificios, ya que es una de las configuraciones de sistemas de calefacción con mayor consumo de carbono.

Limitaciones principales de los Sistemas de calefacción a vapor

Las dos limitaciones principales de los sistemas de calefacción a vapor son la ineficiencia y el tiempo de respuesta lento. En primer lugar, el proceso de hervir y condensar el agua es menos eficiente que simplemente calentar y distribuir el agua sin un cambio de fase. Además, la lenta respuesta de los sistemas basados en vapor limita el uso de controles automáticos, que son muy efectivos para ahorrar energía y mejorar el confort cuando se implementan en sistemas de calefacción más modernos. Cuando se ajusta una caldera de vapor, puede haber un largo tiempo de espera antes de que haya un cambio notable en la potencia de calentamiento de los radiadores.

Los sistemas de calefacción a base de vapor también sufren una limitación de diseño que puede causar molestias a los ocupantes. Algunos de ellos son muy antiguos, cuando los códigos de construcción de Nueva York requerían que las cargas de calefacción se calcularan asumiendo ventanas abiertas, lo que causaba que los espacios interiores se sobrecalentaran. Tenga en cuenta que los envolventes herméticos para edificios son una tendencia de diseño moderno de finales del siglo XX, mientras que muchos edificios de Nueva York son de antes de la Segunda Guerra Mundial.

Además de ser ineficientes, los sistemas de calefacción a base de vapor también pueden ser exigentes en términos de mantenimiento, y esto se aplica tanto a configuraciones de un tubo como de dos tubos.

• Las salidas de aire de los radiadores de un solo tubo son propensas a fallar. Cuando se obstruyen, el vapor no puede fluir libremente hacia el radiador, lo que reduce la potencia de calentamiento. Por otro lado, una salida de aire atascada en la posición abierta produce una fuga de vapor constante en el espacio habitable, lo que aumenta la humedad interior y también puede causar una quemadura grave si se toca.
• En el caso de sistemas de dos tubos, las trampas de vapor también se pueden bloquear en la posición abierta o cerrada. Esto causa un desequilibrio del sistema, donde algunas áreas pueden estar mal calentadas mientras que otras están sobrecalentadas.

Los sistemas de vapor de un tubo son más comunes en construcciones residenciales de poca altura, representando el 37% de toda el área auditada en el sector multifamiliar de acuerdo con el Plan de Edificios Más Verdes y Grandes. Por otro lado, los sistemas de vapor de dos tubos son más comunes en construcciones residenciales de gran altura, representando el 25% del área auditada. Los sistemas de calefacción de vapor de un solo tubo son la configuración más ineficiente, ya que utilizan alrededor de un 13% más de energía que el valor medio de todos los edificios auditados.

La baja eficiencia energética, un tiempo de respuesta lento y un mantenimiento exigente aumentan el costo de propiedad de un sistema de calefacción a base de vapor. La razón principal por la que estos sistemas siguen siendo tan comunes es que una actualización puede ser muy costosa: las paredes y los pisos deben demolerse para eliminar las líneas de vapor y reconstruirse después de la instalación de tuberías hidrónicas. Los diámetros de tubería requeridos también son muy diferentes para una distribución de vapor y agua caliente, y en el caso de los sistemas de vapor de un solo tubo, no hay una línea de retorno para enviar el agua a la caldera. Además, muchos modelos de radiadores no son adecuados para la conversión a agua caliente.

Actualización de los sistemas de calefacción a vapor

Si se planea una renovación importante de un edificio antiguo con calefacción a vapor, se recomienda encarecidamente una actualización a la distribución de agua caliente. Dado que muchas áreas del edificio se cambian por completo durante una renovación importante, la actualización del sistema de calefacción es menos perturbadora. Las bombas de calor de fuente de agua, una de las opciones de calefacción más eficientes actualmente disponibles, requieren tuberías hidrónicas para funcionar.

Muchos edificios también utilizan sus calderas de vapor para sistemas de agua caliente sanitaria. En verano, cuando se reducen las cargas de calefacción de espacios, las calderas de vapor funcionan muy por debajo de su carga nominal con una reducción drástica de la eficiencia. Sin embargo, dado que estos sistemas de agua caliente sanitaria ya tienen tuberías, su conversión a una tecnología más moderna y eficiente es mucho más fácil que para los sistemas de calefacción de espacios.

Conclusión

El vapor era un medio de calentamiento conveniente hace un siglo, gracias a la ventaja de no requerir una bomba de agua. Sin embargo, el precio a pagar es usar mucho más combustible que una caldera de agua caliente, y también usarlo de manera menos eficiente. Aunque la conversión de un sistema de calefacción puede ser un costoso proyecto de mejora de edificios, se vuelve mucho más simple si se programa junto con una renovación importante del edificio. El calentamiento a vapor también es un proceso muy intensivo en carbono, que no se alinea con los objetivos de reducción de emisiones establecidos por la ciudad de Nueva York. Incluso si la nueva caldera de agua caliente utiliza gas natural, generalmente será de menor capacidad y más eficiente.

Los propietarios que consideren una actualización de sus sistemas de calefacción a vapor pueden ponerse en contacto con una empresa de ingeniería calificada para obtener una evaluación de sus edificios. Si el sistema de calefacción a base de vapor se considera adecuado para la conversión, el costo de actualización es significativamente menor.