Calefacción: ¿Apagarla o mantenerla encendida?

Este será el primero de una serie de post en los que trataremos temas de eficiencia energética.

Primera cuestión que quisiera tratar… Calefacción: ¿Apagarla o mantenerla encendida?

Cuando no vamos a estar en casa, o nos vamos a acostar… ¿La dejamos encendida a temperatura de confort, bajamos el termostato para mantener la temperatura más baja o la apagamos por completo? ¿Lo hago por mi comodidad? ¿Por mi ahorro? ¿Por ambas? En esta nueva entrada trataré de aclarar un poco todo esto, aclarando conceptos y demostrando mis conclusiones.

Antes de proseguir me gustaría aclarar algo. Aquí vamos a hablar del tema desde el punto de vista de eficiencia, no de gustos. No quiero entrar a valorar sobre cuál debe ser la temperatura a la cual ambientar una casa en cada momento. Las temperaturas de confort de cada uno, son cosa de cada uno. Así que si a alguien le apetece dejar su casa a 25ºC por la noche en pleno invierno, porque él se siente así a gustito, aquí no vamos a entrar a juzgarle… Tengo previsto crear otro blog donde le juzgaremos a él y a todos los de su calaña.

El caso, es que existe una eterna disputa que se está librando no solo en lo más recóndito de nuestra conciencia analítica, sino que también es una lucha encarnizada que se libra cuerpo a cuerpo, y trinchera a trinchera, entre vecinos, compañeros, familiares y cuñaos, destrozando cenas y comidas de Navidad.

Para acabar con esta lacra social, me he decidido a afrontar este tema de cara. Para ello, comenzaremos analizando el planteamiento más común:

  • Si la temperatura cae muchos grados, necesito invertir mucha energía en recuperar la temperatura de confort. Es preferible mantener una determinada temperatura, ya que se necesita mucha menos energía para hacer esto.

Casi todos hemos hecho nuestra esta afirmación, pero lo cierto es que no sabemos realmente si es cierta o no, o hasta qué punto lo es.

Desde el punto de vista energético, qué es más rentable, ¿Dejar que la temperatura caiga 10 grados mientras no estoy en casa o dejar la casa a temperatura de confort?, ¿O a una temperatura intermedia? ¿No dependerá del tiempo que voy a estar fuera de casa? Parece bastante lógico esto último ¿No? Y en ese caso, ¿Cuál sería el punto óptimo de temperatura intermedia? ¿O de tiempo? ¡¡Maldito punto de compromiso!!

Para analizar el problema de una manera más sencilla, vamos a poner un caso práctico: Pongamos que tenemos un piso de 80 m2, y que nuestra temperatura de confort son 20ºC. Estamos en invierno y por la noche las temperaturas caen a 10ºC. El sistema que uso para calentar mi casa son radiadores de toda la vida, con su circuito de agua que se calienta desde una caldera y con un termostato que es el encargado de encender la caldera cuando la temperatura cae medio grado por debajo de la temperatura de confort, y que corta cuando esta es alcanzada.

Una vez planteado el problema, vamos a ir entrando en harina. Empecemos con unos fundamentos rudimentarios de física. A ver, en el colegio estudiábamos que el calor se transmite de tres maneras:

  • Radiación: Así entra el calor del Sol por la ventana de nuestra casa.
  • Convección: Las masas de aire caliente ascienden, las de aire frío descienden, el aire circula y la cortina de la ducha se te pega a las piernas.
  • Conducción: Las partículas calientes entregan parte de su energía a las partículas colindantes más frías.

Para el problema que nos ocupa, que trata sobre el modo en que se enfría una casa, el principio de radiación se puede desestimar pues sería de una magnitud ínfima. Asumiendo que nuestra casa está decentemente sellada y no hay movimientos de aire entre el interior y el exterior, nos quedaríamos únicamente con el tercer principio: El intercambio de calor por conducción. Si no fuera este último el caso, y sí que hay flujos de aire, entonces deja de leer y preocúpate por sellarlos, porque nada de lo que hagas va a ser más provechoso que tapar esas fugas.

Recapitulando… tenemos una casa de 80m2 con unos radiadores que calientan el aire de casa mediante el principio de conducción, y unas paredes a través de las cuales el calor de la casa escapa al exterior mediante el mismo principio. En ambos casos el principio es el mismo, pero en el primero interesa que el intercambio de calor sea mínimo y en el segundo interesa que sea máximo.

Ahora es el momento de ir a Wikipedia y aprender cómo funciona el intercambio energético por conducción. Para simplificarlo al máximo, voy a hacer unas cuentas más sencillas:

FlujoDeCalor = DiferenciaTemperaturas / ResistenciaTermica

  • Flujo de calor: Indica como de rápido o lento es el intercambio de energía entre dentro y fuera de casa o desde el radiador a la casa. Es decir, representa potencia calorífica.
  • Diferencia de temperaturas: entre el aire de dentro y el de fuera de casa, o entre el aire de casa y el agua del radiador.
  • Resistencia térmica: Indica qué oposición presenta la pared que separa ambos medios. En el caso de la casa sería la pared exterior y nos interesa que esa resistencia sea muy alta. En el caso del radiador, sería la superficie del radiador, e interesa que sea muy baja.

Es decir, que si yo lo que quiero es que el flujo de temperaturas, desde mi casa hacia el exterior sea el mínimo posible, que es de lo que trata todo esto, tengo dos posibilidades:

  • Aumentar la resistencia térmica de mi casa que a su vez depende de: la superficie de pared hacia el exterior, el grosor de mi pared exterior y los materiales de mi pared. Es decir, mejorar el aislamiento de mi casa. Tanto rollo para esto, pensarás… vale, dejemos el aislamiento como está
  • La diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior. La temperatura de fuera no la voy a cambiar, así que puedo actuar sobre la temperatura de dentro. ¡Qué genialidad!, o sea que bajando la temperatura de dentro de casa reduzco la energía que emito al exterior. ¡Soy un genio!

Parecerán dos perogrulladas, pero hacen falta cimientos sólidos para poder argumentar correctamente. Volviendo al problema, y centrándolo en nuestro ejemplo. ¿Apago la calefacción o la dejo encendida?¿Qué consume más energía, encender la caldera cada vez que la temperatura baja de 20 a 19,5ºC o dejar que baje a 10º C, y cuando lo necesite subirla de nuevo a 20ºC.

Intentar afrontar esas preguntas de forma directa, no es sencillo. Voy a dar un rodeo para poder contestar a estas preguntas de forma más sencilla. Para ello debemos interiorizar y aceptar la siguiente premisa:

  • La energía que mi sistema de calefacción debe generar es igual a la energía que mi casa pierde a través de las paredes. Parece lógico pensar que si mi casa no pierde calor, una vez alcanzada una temperatura no necesito consumir energía. Sólo habré de consumir energía para paliar la pérdida de calor que tenga.

    • En el caso uno, cada vez que a través de mis paredes, se pierde medio grado, mi calefacción lo recupera.
    • En el caso dos, recupero la temperatura de una vez, después de ocho horas.

Si aceptamos como válida esta premisa, parece claro que la energía que tengo que generar es exactamente la misma energía que he perdido en cada caso. Y la energía perdida me es más fácil compararla. Si como vimos la energía que pierdo a través de mis paredes depende de cómo es el flujo de calor:

FlujoDeCalor = (Tª dentroTª fuera) / ResistenciaTermica

  • Todo se reduce a ver cómo cambia esta expresión en los casos 1 y 2.
  • Teniendo en cuenta que mi resistencia térmica y la Tª fuera de casa es la misma en los dos casos, lo único que cambiará será la Tª de dentro de casa.
  • Ya hemos visto que cuanta mayor temperatura tengo dentro, mayor flujo de energía hay de dentro hacia fuera, y mayor energía tiene que generar mi sistema de calefacción para compensar la energía perdida.

Conclusión: Desde el punto de vista de la eficiencia energética, es más provechoso dejar que la temperatura caiga lo que tenga que caer. A medida que va cayendo la temperatura, el flujo de energía desde nuestra casa hacia el exterior es cada vez menor. Empeñarnos en mantener una temperatura, es mantener el intercambio de temperatura en su punto máximo. Si mantenemos una determinada temperatura, por confort, me parece perfecto, lo que estoy diciendo es que: ¡No debemos mantener la temperatura pensando que con ello ahorramos energía! En ningún caso, ni para 5 minutos, ni para 15 horas. Deja que caiga lo que tenga que caer y enciéndela cuando la vayas a usar.

¡Muere, Punto de Compromiso!

¿Sigues sin creértelo?

Sigues en tus trece, y crees que la energía que tienes que invertir para calentar la casa desde esos 10ºC hasta los 20ºC es superior a la que hubieras tenido que invertir si hubieras mantenido toda la noche la casa a 20ºC.

Va por vosotros, desconfiados. Vamos a afrontar el estudio por el método directo, calculando la energía invertida para cada uno de los dos casos. Para ello vamos a seguir usando nuestro caso de ejemplo, pero vamos a necesitar añadir algún nuevo dato:

  • 80 m2 de superficie.
  • 3 metros de altura.
  • 80×3= 240 m3 de volumen.
  • Pongamos que con 20ºC en casa y 10ºC en la calle la temperatura desciende 2 grados la primera hora.

Con este último dato, y usando la ley del enfriamiento de Newton que ilustra cómo se va enfriando un cuerpo, obtenemos una constante r=6,198*10-5 que nos a ser muy útil, pues va a ser la que determine como de deprisa se enfría nuestra casa.

Ley Enfriamiento Newton

Ley Enfriamiento Newton

Mirando un poco la fórmula, podemos apreciar que hay una exponencial. Y es que la temperatura no decae de forma lineal, sino que lo hace de forma exponencial. Sera esa constante r que caracteriza a nuestras paredes la que determine como de acusada será esa curva.

Curva de Descenso de Temperatura

Curva de Descenso de Temperatura

Veamos ahora los dos casos haciendo uso de esta expresión, que tan amablemente nos legó Newton hace unos siglos:

  • En mi caso, después de 8 horas, la temperatura ha bajado a 10,12 ºC. Voy a tener que calentar 240 m3 de aire desde 10,12 ºC hasta 20ºC grados. En total 2.371 m3*ºC, usando una unidad de energía que me he inventado. (1 m3*ºC sería la energía necesaria para calentar un grado, un m3 de aire estandar)
  • En tu caso, tienes que calentar 240 m3 medio grado, cada vez que la temperatura desciende a 19,5ºC. En total 240m3*0,5ºC.= 120 m3*ºC.
    • La pregunta ahora es, ¿Cuantas veces tendré que repetir el proceso? Y la respuesta es que depende de cuánto tiempo se tarda en que la temperatura baje medio grado. No son 15 minutos, ya que no es un proceso lineal. Vuelvo a recurrir a la misma ecuación de Newton y obtengo que se tardan 13,8 minutos o lo que es lo mismo 0,23 horas.
    • 8 horas/0,23 horas = 35 veces que va a saltar la caldera gastando 120m3*ºC cada vez.
    • Energía consumida = 35*120 m3*ºC = 4.200 m3*ºC

Como vemos la energía consumida es claramente más alta en el segundo caso. Sí, me he puesto en un caso bastante desfavorable para ilustrar mejor mi postura, pues he puesto unas paredes malas que pierden calor muy rápidamente. El caso es que si mejoro los datos, la conclusión es la misma, solo que las diferencias son menores…

Veamos qué pasa con mejores paredes: Solo pierden medio grado en una hora. Esta vez, mi constante queda así: r =1,42481E-05.

  • Opción 1: Tras 8 horas, la Tª ha bajado hasta 16,63 grados por lo que tendré que consumir 808,8 m3*ºC para volver a obtener mi temperatura de 20ºC.
  • Opción 2: Sigo gastando 120 m3*ºC cada vez que bajo medio grado, pero la caldera va a saltar menos veces: en concreto 8 veces, pues tarda una hora en perder el medio grado. Por lo tanto tendremos un consumo de 8×120 m3*ºC.= 960 m3*ºC.

Vemos ahora que la diferencia no es tan grande, pero es que ahora hemos puesto unas paredes buenísimas.

Conclusiones:

Debemos diferenciar bien qué hacemos por confort, y qué hacemos por ahorro. Si vamos a salir de casa durante unas horas, y ponemos el termostato a una determinada temperatura de suelo, para que cuando al llegar no cueste tanto tiempo alcanzar la temperatura de confort, esto está perfecto. Pero debe quedar claro que es algo que hacemos por nuestra comodidad, y que tiene un coste económico. Que nadie se engañe pensando que actuando de esa manera está ahorrando. Si únicamente pensamos en el ahorro, lo más eficiente hubiera sido apagar la caldera por completo.

Por la noche ocurre igual. Es normal programar una temperatura de la cual no queremos que se baje. Pero que quede claro que nos cuesta dinero.

Otra cuestión que debe quedar muy clara: Hemos visto que la caída de la temperatura en la casa era exponencial, y que cuanto más temperatura teníamos en casa, más rápido descendería esta. Esto quiere decir también que mantener la temperatura un grado más alto, no cuesta siempre lo mismo: Subir la temperatura del termostato de 22ºC a 23ºC es mucho más caro que subirla de 19ºC a 20 ºC. Cada grado que aumentamos la temperatura del termostato es más caro que el anterior.

Una vez ha quedado claro que siempre es más provechoso económicamente apagar la calefacción, quiero que también quede claro, que este ahorro es tanto mayor cuanto peor es el aislamiento de la vivienda. Es decir, aquellos que tengan casas con un peor aislamiento, son los que mayor caso han de hacer a estas recomendaciones.

Robo de Calor entre vecinos:

Por último, me gustaría comentar un efecto que no suele tenerse en cuenta: El efecto Robo de Calor entre vecinos. Hasta ahora hemos considerado a nuestra vivienda como un ente independiente cuyas paredes sólo enfrían la vivienda, esto es válido para viviendas unifamiliares sin paredes compartidas. Sin embargo, cuando vivimos en un piso, debemos tener en cuenta, que parte de nuestras paredes, suelo y techo no dan al exterior y por tanto no tienen por qué enfriar, sino que lindan con otros vecinos, y por tanto, las posibilidades se amplían. Cada una de esas superficies puede:

  • Enfriar la casa, si no están climatizadas.
  • Calentar nuestra casa. Si esa vivienda está a más temperatura que la nuestra, el flujo de calor será positivo para nosotros, y estaremos robando calor al vecino.
  • Puede no haber flujo de calor. Si la temperatura de esa vivienda es la misma que la nuestra.

¿Quiere esto decir que las conclusiones obtenidas hasta ahora no son válidas? No, lo que quiere decir es que en caso de vivir en un piso, el hecho de bajar la temperatura de nuestra vivienda es aún más ventajoso de lo que habíamos calculado con anterioridad, ya que a medida que nuestra temperatura desciende, empezamos a robar calor de los vecinos.

Por el contrario, si nos empeñamos en ser unos frioleros manirrotos y elevar la calefacción a 25ºC, estaremos calentando la casa gratis al vecino, y nos sumaríamos la etiqueta de pagafantas. Somos españoles, estamos preparados para malgastar… ¿pero regalarselo al vecino…?

Además este efecto de Robo de Calor se ve favorecido por dos factores fundamentales:

  • Si analizamos un piso estándar, veremos que de forma general, la superficie total que linda con otros vecinos (contando paredes, suelo y techo), es muy superior a la superficie que da a la calle.
  • Además, el aislamiento térmico que da a la calle, suele cuidarse mucho, no así el aislamiento entre pisos colindantes. De modo que se favorece el intercambio térmico entre vecinos.

Muchas gracias a los que hayáis tenido el aguante suficiente para llegar al final, espero recompensároslo con un ahorro en vuestra factura de calefacción. Por favor, dadle difusión a este artículo si es que he logrado convenceros.

Si veo que el artículo tiene aceptación, a lo mejor continúo intentando ponerle números a este ahorro que os prometo.

 

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