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Cómo mejorar la Eficiencia Energética en un Laboratorio

Actualizado: 23 ene 2023



En este articulo mostraremos cómo mejorar la eficiencia energética en un laboratorio por medio de 4 estrategias clave. La creciente tensión ambiental que nuestra civilización ejerce actualmente sobre nuestro planeta con el agotamiento de recursos no renovables y el aumento del proceso de calentamiento global de manera exponencial en las últimas décadas, nos lleva necesariamente a tener que pensar en alternativas ambientalmente responsables que nos permita proyectarnos de manera sostenible en el tiempo, y es vital que los laboratorios de hoy sean capaces de insertarse en esta dinámica de responsabilidad medioambiental.


Hoy en día existen numerosas iniciativas para la promoción de edificaciones verdes en todos los tipos de usos imaginables, en las cuales, certificaciones ambientales como LEED o EDGE están cobrando una popularidad creciente en los últimos años.


Sin duda alguna, el principal objetivo de este tipo de iniciativas está enfocado en lograr una eficiencia energética que permita reducir la emisión de gases efecto invernadero y disminuir de esta forma la curva de calentamiento global.


Por lo anterior, debemos sumar esfuerzos para que nuestros laboratorios entren en esta dinámica, y en este articulo enseñaremos algunas estrategias que pueden ser útiles para mejorar la eficiencia energética en un laboratorio.



1. Optimizar la operación de las cabinas de extracción de gases y vapores en el Laboratorio




Uno de los elementos de mayor consumo energético en un laboratorio son las cabinas de extracción de gases y vapores, las cuales utilizan motores de potencia considerable que puede rondar entre los 600 W a 800 W para cabinas de 150 cm a 180 cm de largo.


Uno de los aspectos de mayor impacto en el consumo energético alrededor de estos equipos es que suelen estar operando por tiempos prolongados y normalmente se pueden usar más de uno en un laboratorio estándar.


Existen estimaciones que concluyen que las cabinas de extracción de gases pueden significar hasta el 50% de los costos operativos de un laboratorio, y que la operación de una sola cabina de extracción de gases puede llegar a igualar el consumo de 3 hogares promedio al año.




Adicionalmente, las cabinas de extracción de gases y vapores suelen tener un impacto indirecto adicional en el consumo energético de un laboratorio al ser elementos cuya operación impacta la operación de los sistemas de acondicionamiento de aire, generando perdida de aire frio/caliente y, por ende, aumentando el tamaño de los sistemas HVAC centrales que deben reponer el aire consumido a través de las cabinas, redundando todo en sistemas HVAC más robustos y de mayor consumo energético.


Por todo lo anterior, a la hora de definir cómo mejorar la eficiencia energética en un laboratorio, es importante tener en cuenta que la optimización en la operación de las cabinas de extracción de gases y vapores en el laboratorio va a ayudar de manera importante a lograr una mayor eficiencia energética, para lo cual damos los siguientes consejos:


> Utilice cabinas de extracción libres de ducto:


Este tipo de cabinas suele tener consumos energéticos muy bajos (125 W para cabinas de 160 cm de largo) dado que sus motores son pequeños y recirculan el aire en el laboratorio a través de un sistema de filtración incorporado que normalmente consiste en filtros de carbón activado.


Al recircular aire también reducen notablemente el impacto en la operación de los sistemas de aire acondicionado con lo cual se logran aun mayores ahorros energéticos en general.


Lo importante antes de considerar la opción de usar cabinas de extracción libres de ducto es hacer un análisis de riesgo previo y llevar a cabo un estudio de viabilidad para determinar si los filtros van a garantizar una adecuada remoción de contaminantes y proyectar su vida útil para garantizar que su operación sea económicamente viable.



> Utilice cabinas con sistemas automáticos de variación de flujo de aire y cerrado automático de ventanas frontales:


Si definitivamente las cabinas libres de ducto no son opción, aún es posible lograr un ahorro energético importante en cabinas convencionales si se utilizan sistemas de sensor de presencia que automáticamente reducen la abertura frontal de las cabinas cerrando parcial o totalmente la ventana, y a su vez reducen el caudal de aire a través de sistemas de variadores automáticos que se activan cuando no hay presencia de operarios frente a la cabina.


Esta es una buena alternativa considerando que la mayor parte del tiempo de operación de las cabinas se da sin presencia directa del operario, con lo cual se garantiza la seguridad en el laboratorio a un consumo energético mucho menor.



> Optimice la cantidad de cabinas de extracción en el laboratorio evaluando la posibilidad de emplear otros medios de contención de contaminantes:


En este punto es importante hacer énfasis en que se debe realizar un análisis ocupacional de riesgos en el laboratorio para determinar cuáles de las actividades realizadas realmente pueden generar riesgo de contaminación de aire y exposición inadecuada del personal a vapores y gases peligrosos.


Esto necesariamente va a requerir evaluar el uso de cabinas de extracción y determinar qué actividades pueden manejarse a través de medios de contención menos robustos como campanas de succión de techo y/o extracciones localizadas con trompas de elefante, las cuales requieren de mucho menos caudal de aire y, por ende, significan que podremos mejorar la eficiencia energética en el laboratorio.



2. Optimice la operación de los sistemas de aire acondicionado


Se estima que los sistemas de acondicionamiento de aire y ventilación o sistemas HVAC en un laboratorio pueden llegar a significar entre el 15 y el 36 % del consumo energético total del mismo, especialmente para los procesos de calefacción de aire.


Por esta razón es importante considerar opciones que permitan un ahorro energético en este sentido, entre las cuales enumeramos las siguientes:



> Utilice temporizadores automáticos que apaguen o reduzcan la operación de los sistemas con base en la carga ocupante presente en el laboratorio:


Esta es una buena estrategia para mejorar la eficiencia energética en un laboratorio considerando que hay momentos en la jornada donde el laboratorio tiene una menor o ninguna carga ocupante y a menudo ocurre que los operarios olvidan apagar los sistemas de acondicionamiento de aire, los cuales quedan funcionando por largas horas cuando no es necesario.


Los temporizadores pueden hacer esta tarea automáticamente y generar ahorros energéticos importantes durante todo el año.


En este sentido hay que tener en cuenta que algunas áreas requieren que los sistemas estén encendidos así no haya presencia de operarios dado que algunos equipos o procesos requieren condiciones de temperatura estables, aunque para la mayoría de los casos la estrategia puede funcionar bien.



> Tener un sistema de ventilación y acondicionamiento de aire bien balanceado y calculado:


La planificación y diseño integral de los sistemas HVAC, debe ser la adecuada teniendo en cuenta las necesidades de ventilación y contención de contaminantes, la operación de cabinas de extracción, las cargas térmicas asociadas a la operación de personal y equipos, y el clima de la zona.


La improvisación en la concepción de estos sistemas no solo redunda en una mala calidad del ambiente interior en el laboratorio, sino que a menudo se traduce en sistemas de alto consumo energético y poca eficiencia que generan un impacto negativo en la salud de los operarios y altos costos operativos por consumos de energía desbordada.



Otros esfuerzos de optimización en la operación de los sistemas HVAC deben ir enfocados en la reducción de cargas térmicas a través de estrategias arquitectónicas como se explicará a continuación, y mediante el uso de motores y equipos que sean energéticamente eficientes de los que ya podemos encontrar en el mercado.



3. Utilizar estrategias arquitectónicas sostenibles para mejorar la eficiencia energética en el laboratorio



La arquitectura de un laboratorio tiene una alta incidencia en el consumo energético del mismo, ya que, dependiendo de su materialidad, orientación y cualidades funcionales, puede ayudar notablemente en mejorar la eficiencia energética en un laboratorio de manera indirecta al disminuir la demanda de energía eléctrica de los sistemas de apoyo crítico, como son las redes de iluminación y sistemas HVAC.


Algunas de las estrategias arquitectónicas que se pueden adoptar en un laboratorio para lograr una mayor eficiencia energética son:


> Utilizar materiales con alta capacidad de aislamiento térmico:


Existen opciones de materiales muy eficientes que se pueden utilizar para cerramientos y muros especialmente de fachada.


En general cerramientos arcillosos o cerramientos que tengan una capa interior de materiales aislantes tipo poliuretano o fibra de vidrio tienen un buen comportamiento y ayudan a reducir la ganancia o pérdida de frio/calor manteniendo las condiciones internas del laboratorio aisladas de las condiciones de clima externos.


En este caso es importante no perder de vista que, sin importar el material interno del cerramiento, para un laboratorio siempre será importante garantizar acabados higiénicos al interior con recubrimientos que sean lavables, no porosos y fáciles de descontaminar.


Otros materiales como pinturas y recubrimientos exteriores con un alto índice de refracción para techos y paredes, o películas con filtros solar cuyo factor de sombra sea de 0,5 o mejor son también buenas estrategias para evitar ganancias de carga térmica a través de los elementos arquitectónicos especialmente en climas cálidos.


> Orientar las fachadas del laboratorio adecuadamente:


En lo posible, se recomienda que los muros de fachada en el laboratorio estén orientados hacia el norte con lo cual se pueden reducir las cargas térmicas relacionadas con el ambiente exterior hasta un 70%.


La orientación de norte es más eficiente que la orientación de sur y lógicamente mucho mejor que la de oriente u occidente por obvias razones. Una correcta orientación va a ayudar a reducir la necesidad de enfriamiento de un laboratorio lo cual se va a traducir en una mayor eficiencia energética del sistema HVAC.


> Optimice la capacidad de iluminación natural en el laboratorio:


La iluminación natural, además de generar ambientes de trabajo mucho más sanos y agradables, puede contribuir con la reducción de necesidad de iluminación artificial, la cual corresponde en promedio a un 20% del consumo energético total de un edificio estándar.


En este sentido siempre será recomendable procurar que el laboratorio tenga opciones de iluminación natural teniendo en cuenta los mecanismos y filtros para control de deslumbramiento y radiación en ventanas.


También se debe tener precaución con algunos procesos fotosensibles que pueden verse afectados por la luz natural, en cuyo caso se recomienda aislar esos procesos en cuartos segregados donde se pueda eliminar de manera puntual la luz natural sin privar de este beneficio los espacios del laboratorio donde la luz natural no genere interferencia alguna.



4. Utilizar iluminación led con sensores de movimiento para pasillos.


Con el objetivo de mejorar la eficiencia energética en un laboratorio, en el cual la carga asociada a los sistemas de iluminación es considerable, tal como se explicó en el punto anterior, se debe procurar el uso de lámparas con tecnología LED en remplazo de las antiguas lámparas fluorescentes halógenas o bombillos incandescentes.


Las lámparas LED vienen en diversas presentaciones, muchas siendo adecuadas para uso en laboratorios, al permitir instalaciones higiénicas sobre las cuales se puede hacer limpieza y no son propensas a la acumulación de polvo o suciedad dentro del laboratorio.


Como estrategia adicional enfocada en la reducción de consumo energético de los sistemas de iluminación en un laboratorio, se recomienda el uso de sensores de movimiento para iluminación de pasillos y zonas no operativas.


Con esta estrategia se puede generar ahorro de energía al apagar automáticamente las lámparas en zonas de tránsito y pasillos que no estén en uso sin afectar la iluminación de las zonas de trabajo o zonas de análisis.


Sin duda alguna, existen numerosas estrategias que hoy en día se pueden aplicar para hacer de los laboratorios, espacios ambientalmente responsables en los cuales la eficiencia energética puede convertirse en un objetivo primario sin que ello implique afectar la operatividad, seguridad e higiene de este. Esperamos que las estrategias aquí descritas sobre como mejorar la eficiencia energética en un laboratorio sean de su utilidad.


Si tienes preguntas, dudas o comentarios, por favor, no dudes en contactarnos. Puedes hacerlo directamente por Whatsapp o por medio del formulario de contacto. Te responderemos lo más pronto posible.






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