Central Eléctrica

Viviendas confortables las ahorradoras de energía

Las viviendas que cumplen con la NOM-020-ENER pueden registrar un ahorro de energía eléctrica de hasta 3 mil pesos anuales, dependiendo el tipo de techo y los metros cuadrados de la construcción.

Publicado en Revista: #74 Septiembre/Octubre 2017

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Con información de la CONUEE

En México se construyen cerca de 225 mil viviendas al año en regiones de clima cálido a través de desarrolladores de vivienda, en localidades con altas temperaturas en verano (principalmente, en el norte del país) o con calor todo el año (como el sur del territorio nacional y las regiones costeras).

Por sus necesidades de confort térmico, estas viviendas tienen consumos promedio de electricidad que superan dos y hasta cinco veces a las ubicadas en regiones de clima templado. Esto representa una carga mayor en la economía de las familias que viven en estas regiones, donde el confort térmico es una necesidad para tener calidad de vida y ser productivo. De acuerdo con la CONUEE (Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía), el uso de electricidad para confort térmico en zonas de clima cálido representa más del 30% de todo el consumo eléctrico del sector residencial y seguirá creciendo, dado que es una necesidad insatisfecha que  crece a medida que zonas de clima cálido se urbanizan (1). Tan solo en los últimos cuatro años la demanda eléctrica por confort térmico ha crecido más de 50% en zonas bajo tarifas 1B y 1C. (2).

Un elemento central que determina la cantidad de energía para confort térmico es la envolvente de la vivienda, es decir, el diseño y los materiales que componen muros, techos, ventanas y puertas. Una vivienda bien diseñada en orientación y con los elementos de envolvente adecuados puede tener mucho menores ganancias de calor y, por lo mismo, facturaciones eléctricas significativamente menores a lo largo de la vida útil de las construcciones.

La norma que nos rige

La NOM-020-ENER es una norma, vigente desde 2011, que aplica a la envolvente de las edificaciones que incluye, de manera integral, techo, muros, ventanas y puertas. Su aplicación ha encontrado fuerte resistencia de desarrolladores de vivienda por el costo adicional en la construcción. Sin embargo, esta perspectiva es parcial, ya que esos costos se recuperan, desde una perspectiva social, en menos de una quinta parte de la vida útil de las viviendas y trae consigo beneficios en salud y productividad que no se han cuantificado.

Con este propósito, se realizó un estudio cuyos resultados, a manera de resumen, se exponen en este artículo, presentando estimaciones de costos y beneficios del cumplimiento de la NOM-020-ENER para los dueños de las viviendas y para el erario público, y de los impactos por emisiones evitadas de gases de efecto invernadero.

El análisis utiliza el método de cálculo definido en la NOM-020- ENER y se lleva a cabo para tres tamaños de edificio de vivienda de un solo piso (que es la de mayor costo de cumplimiento): 39, 49 y 100 m2, considerando que los edificios sin aplicación de la NOM- 020-ENER tienen dos características:

– Los muros y el techo son de concreto.

– Las ventanas ocupan el 20% del área de muros.

Para el análisis se consideran cinco tipologías de envolvente que parten de un edificio de concreto sin medidas hasta el que integra el equivalente a aislamiento de 2″ de poliestireno expandido (EPS) en techo, el equivalente a aislamiento a 1″ de poliestireno expandido en muros, ventanas con vidrios con Factor de Sombreado (FS) de 0.6, y Factor de Corrección de Sombreado Exterior (Se) para las cuatro orientaciones de 0.9.

Como principales resultados se anotan los siguientes:

Las viviendas proyectadas (sin ninguna medida) tienen ganancias térmicas que triplican lo permitido por la NOM-020-ENER.
Cumplir con la NOM-020-ENER implica la aplicación de cuando menos las tres primeras medidas consideradas.
Cumplir con la NOM-020-ENER considerando a la losa de concreto como línea base implica costos adicionales que van de poco más de 13 mil a cerca de 27 mil pesos para viviendas de 39 a 100 m2. Este costo se reduce en más de 33% si se considera al sistema de vigueta y bovedilla de aislamiento térmico en el techo como línea base (Tabla 1).

Desde una perspectiva social, que incluye los beneficios económicos al comprador de la vivienda y al erario público, el costo adicional se paga en cerca de tres años.  Si solo se toma en cuenta la del usuario, este periodo es de cerca de 9 años.  Dado que su cumplimiento tiene beneficios para la hacienda pública por el alto nivel actual de subsidios al sector residencial, se estima que, en el supuesto de que el costo adicional fuera cubierto al 100% por la hacienda pública, la inversión se recuperaría en un periodo de 3 a 5 años.
Se estima que se construyen al año 132 mil viviendas nuevas en regiones donde aplica la NOM-020-ENER (tarifas 1C a 1F).
En caso de no cumplirse con la NOM-020-ENER, se tendrá una insuficiencia tarifaria adicional de 311 a 405 millones pesos por año a lo largo de la vida útil de las viviendas construidas en un año, e implica que cada año se sume una cantidad similar a las que se van acumulando.
Asimismo, esas 132 mil viviendas emitirán entre 63 y 81 mil toneladas de emisiones CO2eq adicionales por año, por no cumplir con la NOM-020-ENER.

Integrar elementos que atenúen las ganancias térmicas en la vivienda tiene un costo significativamente menor cuando se integran como parte de su diseño original, que el tener que hacerlo una vez terminada la edificación y que ha sido ocupada.

Los beneficios

Para definir los beneficios económicos y ambientales de cumplir con la NOM-020-ENER por vivienda, se plantean los siguientes supuestos: Que la vivienda, en el corto o mediano plazo, requerirá del uso de equipos de aire acondicionado. Que el ahorro de energía eléctrica es de 65% para viviendas con techo de losa de concreto y de 50% para viviendas con techo de vigueta y bovedilla de aislamiento térmico.

Se consideran unidades de aire acondicionado de ventana de 3⁄4 de tonelada de refrigeración, con eficiencia de equipo nuevo de acuerdo a la NOM correspondiente (REE=2.5), lo que resulta en una potencia de 1,050 watts.

Para estimar consumo de energía según tarifa, se consideran horas de uso por día y días al año en que se usa el equipo de AC de acuerdo a zona tarifaria.

Para las viviendas de 39 y 49 m2 se considera un solo equipo de AC.

Para las viviendas de 100 m2 se consideran dos equipos de AC. Costo de la energía eléctrica para el usuario: 1 $/kWh. Insuficiencia tarifaria: 2 $/kWh. Vida útil de las viviendas: 30 años.

Se considera que la mayoría de las viviendas en tarifas 1 C y 1 D se ubica en zonas con clima cálido todo el año, mientras que las correspondientes a 1 E y 1 F están en zonas con clima cálido en verano.

El cumplimiento de la NOM-020-ENER, bajo los supuestos establecidos arriba y para viviendas de 39 y 49 m2, resulta en ahorros anuales de 756 a 1,916 pesos/año para el usuario. Por su parte, las emisiones evitadas van de 0.31 a 0.79 TonCO2eq/ año por vivienda según tarifa aplicable. En lo que respecta a las viviendas de 100 m2, bajo los supuestos establecidos arriba, resulta en ahorros anuales de 1,512 a 3,931 pesos/año para el usuario; mientras que las emisiones evitadas van de 0.61 a 1.57 TonCO2eq/ año por vivienda según tarifa aplicable.