Reducir los costes de inversión y funcionamiento utilizando griferías de bajo consumo de agua, también en las certificaciones LEED, BREEAM y DGNB

Análisis de los datos climáticos del DWD (Agencia Alemana de Meteorología) como base teórica

El Dr. Peter Arens propuso el tema del proyecto de fin de carrera que había de presentarse en la Universidad Técnica de Westfalia del Sur: «Instalación de agua potable: Los efectos de la reducción del consumo de agua ante la creciente demanda de higiene del agua potable». En la parte teórica del proyecto, Luca Güsgen se ocupó del análisis de los datos climáticos de la Agencia Alemana de Meteorología (DWD).

Aumento de los días calurosos y de la demanda de agua

Los datos climáticos de la DWD muestran, entre otras cosas, un claro aumento de la tendencia lineal de las temperaturas entre 1881 y 2022, de más de 2,2 K (Fig. 1). En cambio, todavía no se ha observado una tendencia hacia una reducción de las precipitaciones: Si se analiza la media anual de las anomalías de precipitación registradas en el período comprendido entre 1881 y 2022, se comprueba que las precipitaciones se están reduciendo mínimamente en verano, pero se están intensificando notablemente en invierno (Figs. 2 y 3).

Aunque esto pudiera parecer tranquilizador, el proyecto de fin de carrera señala que, según cálculos basados en los modelos climáticos actuales, se espera que las precipitaciones se reduzcan hasta un 40 % en verano, aunque podrían aumentar en otoño e invierno. En cualquier caso, los autores Krahe y Nilson (2020) estiman que, en conjunto, las precipitaciones totales aumentarán un 2,5 %. Sin embargo, la cantidad de agua disponible se reducirá alrededor de un 10 %, ya que, debido a las mayores temperaturas, aumentará la tasa de evaporación de las superficies terrestres y acuáticas. Además, hay que tener en cuenta que la necesidad de agua en la agricultura crecerá de manera considerable en este contexto.

Certificaciones LEED, BREEAM y DGNB: prudencia con los edificios ya construidos

Los tres principales sistemas de certificación ecológica de edificios, LEED, BREEAM y DGNB, abogan por la reducción del consumo de agua en los edificios nuevos y los ya existentes, pero no se plantean cuestiones relativas al mantenimiento de la calidad del agua. En conjunto, la reducción del consumo de agua representa entre un 2,3 % y un 10 % de la puntuación total, dependiendo del sistema de certificación. El Dr. Peter Arens insta a tener en cuenta lo siguiente: «Creo que hay que advertir de que, en los edificios ya construidos, el caudal de las griferías de toma no se debe reducir por debajo del caudal de cálculo utilizado para dimensionar las tuberías. Si, por ejemplo, el consumo de agua se redujera hasta un 50 % en un edificio ya construido, esta reducción afectaría a la calidad del agua potable, porque daría lugar a que en la instalación de agua potable existente se produjera, hablando en sentido figurado, un «estancamiento» del agua potable. Esto podría resultar en una mayor acumulación de partículas sólidas y una proliferación excesiva de bacterias».

El experto en higiene del agua potable añade: «Además, hay que preguntarse si una grifería de lavabo que tenga un caudal de 1,32 l/min, como el que exige la certificación LEED, realmente ahorra más agua que una que tenga un caudal de 3 l/min; porque siempre se necesitará una determinada cantidad de agua para, por ejemplo, enjuagarse completamente las manos. Por ese motivo, el lavado de manos con una grifería con un caudal de 1,32 l/min será, sencillamente, más largo, lo cual no se traducirá en ahorro alguno, sino únicamente en una pérdida notable de confort». Por consiguiente, los ahorros que se especifican en la certificación no siempre estarán garantizados y, en el caso de los edificios ya construidos, podrían poner en peligro la higiene del agua potable.

Considerar en el proyecto los caudales de cálculo reducidos (DIN 1988-300)

Para conseguir ahorros considerables en los edificios de nueva construcción, es imprescindible considerar caudales de cálculo reducidos para las griferías de toma. Estos darán lugar a instalaciones de agua potable más «esbeltas» y, por lo tanto, más económicas. Según la tabla 2 de la norma DIN 1988-300, hay tres grupos de presiones de flujo mínimas y caudales de cálculo, cuyos valores tabulados suelen estar almacenados en los programas de dimensionamiento de instalaciones de agua potable. No obstante, en la nota al pie de la tabla 2 se incluye una «Nota importante», donde se especifica que los caudales de cálculo pueden situarse por encima o por debajo de los valores de la tabla 2. Y que los proyectistas deben utilizar los caudales de cálculo reales, y no solamente los que están almacenados en el programa:

Ejemplo práctico: Recálculo de un edificio de seis viviendas

El proyecto de fin de carrera de Luca Güsgen incluye un detallado caso práctico con los cálculos y el ahorro potencial correspondientes. Sobre la base de los caudales de cálculo de las griferías de descarga e inodoros de bajo consumo de agua disponibles en el mercado (tabla 1) y los valores de la tabla 2 de la norma DIN 1988-300, realizó un cálculo comparativo de un edificio de seis viviendas (Fig. 4)*.

La comparativa detallada de los dos mayores tamaños pone de relieve lo importante que podría ser la reducción de los costes de inversión en un edificio más grande. En este edificio de seis viviendas, el tamaño DN 25 podría omitirse por completo si se utilizan los caudales de cálculo reducidos, y la longitud del tamaño DN 20 también se reduciría. Por tanto, el ahorro en el caso de estos dos tamaños sería de alrededor del 78 %. Antes, la inversión ascendía a 1.596 €; después, a 358 €. Esto se debe a que, en los edificios grandes, los tamaños grandes de tuberías, conectores, elementos de aislamiento y abrazaderas contribuyen a los costes de forma desproporcionada. En resumen, puede afirmarse que, pese a las condiciones poco favorables antes mencionadas, los costes de inversión en este edificio se reducían en torno a un 17 %, es decir, unos 642 €. Esta comparativa se basó en los precios brutos de los tubos de cobre, los conectores insertados a presión, el aislamiento y las abrazaderas.

Ahorro adicional considerable en el funcionamiento

Durante el funcionamiento se logra un ahorro adicional. Por una parte, el menor consumo de agua da lugar a que se reduzcan los costes anuales del agua y el saneamiento. Por la otra, se reducen los costes de la energía, ya que hay que calentar menos agua potable y mantenerla a una temperatura adecuada durante la circulación. No obstante, los costes de la energía no se tuvieron en cuenta en el proyecto fin de carrera. «Sin embargo, se pueden deducir de forma indirecta a partir del menor volumen de agua», explica el Dr. Peter Arens. «Según el cálculo basado exclusivamente en los metros de tubo de cobre utilizados, dicho volumen se reduce alrededor del 40 % para el edificio estudiado. La reducción del volumen de agua próxima al 40 % reduce también la cantidad de agua que debe descargarse para simular el funcionamiento previsto, por ejemplo, durante los periodos vacacionales». Para que estas descargas no tengan que hacerse de forma manual, sino que se puedan activar automáticamente, ahorrando tiempo y agua, conviene utilizar un sistema de gestión del agua, como el sistema SWS de SCHELL.

El uso de valores reducidos en el proyecto resulta en menores costes de inversión y funcionamiento

Los tres principales sistemas de certificación ecológica de edificios, LEED, BREEAM y DGNB, consideran la cuestión del agua potable en una categoría propia, bajo la perspectiva del «ahorro de agua». Sin embargo, ninguno de ellos tiene en cuenta la cuestión de la higiene del agua potable. «Por ese motivo, hay que cuestionarse algunas conclusiones», explica el Dr. Peter Arens. Por ejemplo, en los edificios ya construidos no es posible reducir la toma de agua por debajo de los caudales de cálculo que establece la norma DIN 1988-300, sin poner en peligro la higiene del agua potable. Si se redujeran, se produciría un «estancamiento» del agua potable en la instalación del que podrían derivarse riesgos para la salud. Por este motivo, la toma de agua en los edificios ya construidos solo puede reducirse hasta cierto punto mediante dispositivos de ahorro de agua (véase también esta información).