Factores Clave en la Planificación de un Distrito Térmico

La planificación adecuada de un distrito térmico tiene el potencial de reducir sus costos iniciales y futuros. El objetivo de la planificación es orientar de manera precisa al equipo de ingeniería y diseño del proyecto en la toma de decisiones que permitan obtener ahorros significativos en los costos de operación del distrito térmico, enfocándose en proveer servicios de agua helada o caliente por encima de la expectativa de vida de los edificios, campus y/o sistemas.

Una planificación que arroje resultados concretos y medibles requiere de un plan maestro. Un plan maestro cubre todos los niveles de planificación y generalmente se integra con la planificación del desarrollo de nuevos proyectos o expansión de los existentes y si son de carácter público o privado.

Para distritos térmicos totalmente nuevos, la elaboración del plan maestro es el primer paso para garantizar que se cumplan con los requisitos del propietario del proyecto (OPR). La planificación adecuada tendrá un impacto significativo, no solo en la inversión inicial del proyecto, sino también en los costos futuros de operación y mantenimiento. El plan maestro también proporcionará información valiosa a los responsables de la operación y mantenimiento del sistema, por lo que es importante que las personas que serán responsables de la operación y mantenimiento del sistema participen en el proceso de planificación. Para sitios con distritos térmicos existentes, es fundamental la participación de los operadores del sistema en el desarrollo del plan maestro. Un plan debidamente preparado también beneficiará a los usuarios finales (clientes), y también ​​debería considerarse involucrar un representante de estos en el proceso de planificación. 

Los principales involucrados ​​en el desarrollo de un plan maestro para un distrito térmico deben ser: 

• Propietario del edificio / campus / sitio
• Ingeniero de proyectos por parte del propietario
• Planificadores del sitio (arquitectos, ingenieros civiles, estructurales, encargados de desarrollo urbanístico, etc.)
• Operadores del sistema
• Operadores y/o ingenieros de otros servicios públicos instalados en el sitio (electricidad, gas, agua potable, comunicaciones, etc.)
• Posibles contratistas de climatización 
• Cliente o usuarios finales 
• Representantes de las comunidades y/o empresas vecinas al sitio donde se construirá el distrito térmico

Como se nota en el listado anterior, el proceso de planificación debe incluir a todos los involucrados en el diseño, construcción, operación y uso de las instalaciones provistas para el distrito térmico teniendo en cuenta que circunstancias especiales podrían dar lugar a muchos mas interesados de los hasta aquí mencionados.

Los planes maestros para los distritos térmicos existentes deben considerar corregir las deficiencias que se tuvieron durante el diseño inicial, su construcción o durante proyectos de rápida expansión, además de considerar la vida útil de la infraestructura existente y el tiempo ideal para su reemplazo o actualización. Es importante también tener en cuenta que la funcionalidad del edificio puede cambiar a lo largo de la vida útil de este, es decir, salones de clase en una universidad pueden convertirse después en oficinas, etc., por lo tanto, las redes mecánicas de distribución de agua helada o caliente hacia el edificio deben ser dimensionadas del tamaño adecuado para acomodar la futura remodelación o expansión de las instalaciones.

La planificación de un distrito térmico no es una tarea fácil, esta requiere tiempo y creatividad para explorar todas las variables que se deben considerar para desarrollar un sistema que opere de acuerdo con la intención del diseño y que sea sostenible, confiable, fácil de operar y mantener, eficiente energéticamente, respetuoso con el medioambiente y que pueda cubrir futuras cargas térmicas de enfriamiento relacionadas con expansiones. 

Una variable adicional, que puede ser de las más importantes, es el desarrollo de un presupuesto estimado a nivel conceptual. Una estimación deficiente sobre la inversión inicial de un proyecto de distrito térmico obliga a que muchos sistemas deban modificarse con materiales de menor calidad durante el proceso de licitación antes de que comience la construcción, lo que en última instancia es perjudicial para la funcionalidad, la eficiencia y la expectativa de vida útil del sistema. La temprana planificación del proyecto y los diseños conceptuales utilizados para desarrollar estimaciones de costos pueden mitigar muchos de estos problemas. 

¿Qué debe proporcionar un plan maestro de un distrito térmico al propietario? Como mínimo, un plan maestro para un distrito térmico debe proporcionar un programa a largo plazo donde se especifiquen cada una de las tareas a realizar en las distintas fases del proyecto y que estén enfocadas en la construcción, expansión y mejorara de los sistemas del distrito. Un buen plan maestro sirve como una herramienta de marketing técnicamente sólida para que el equipo de ingenieros que representan al propietario del proyecto muestre las necesidades y soluciones que ofrecen los distritos térmicos en la gestión de posibles clientes.

Sin embargo, existen posibilidades de que el plan maestro fracase y básicamente tiene que ver con factores como: 

• No involucrar al personal del propietario del proyecto
• No realizar revisiones periódicas por parte del propietario y/o su equipo de ingeniería
• Uso de datos de campo no verificados, como son, las cargas térmicas de enfriamiento demandadas por las edificaciones
• Falta de creatividad en el desarrollo de alternativas técnicamente sólidas para la selección final por parte del propietario
• Estimación de costos imprecisa, con frecuencia relacionada con estimaciones demasiado optimistas que utilizan costos unitarios que no incluyen todos los elementos y/o equipos de los sistemas

Contrario a lo anterior, para garantizar el éxito de un plan maestro para un distrito térmico se deberían tener en cuenta los siete (7) factores clave que se describen a continuación:

1. Elaborar una base de datos solida. Esto incluye recopilar toda la información relacionada con los posibles clientes, verificar cargas térmicas existentes, cantidad y tamaño de edificios, ubicación, etc.
2. Definir la ubicación de futuras cargas térmicas (nuevos edificios o expansiones) y estimar su magnitud.
3. Definir y plasmar a nivel de ingeniería conceptual alternativas técnicamente viables.
4. Realizar un análisis preliminar de costos sobre las alternativas técnicamente viables seleccionadas.
5. Seleccionar en conjunto con el equipo de ingeniería del propietario la alternativa que resulte más técnica y económicamente viable para desarrollar.
6. Afinar la estimación de costos de la alternativa seleccionada.
7. Establecer el plan maestro para la ejecución de la ingeniería básica y de detalle del proyecto.

Como se puede observar el éxito de un plan maestro para un distrito térmico dependerá en gran medida de una base de datos sólida que incluya una descripción detallada y verificación en campo de dichos datos. Con la base de datos definida y la descripción y estimación preliminar de costos para cada alternativa se logra seleccionar la configuración de elementos y/o equipos que resulten ser más viables técnica y económicamente de implementar. 

Para finalizar y, como siempre lo recomiendo, todos los proyectos deberán seguir los lineamientos y estructura de un proceso de commissioning y diseño integrado lo que facilitará tener éxito en el desarrollo e implementación del plan maestro para un distrito térmico.  

Referencias: ASHRAE – District Cooling Guide

Autor: Ernesto Porras

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