Nuestros cuerpos, edificios y ordenadores desprenden mucho calor residual: estos proyectos lo usan para obtener energía

El calor es energía, y desperdiciamos mucha cada día. Cuando nuestras máquinas, edificios y cuerpos queman combustible para funcionar, emiten calor a la atmósfera.

Las ciudades palpitan con este subproducto térmico: se calientan hasta 7 grados más que el campo que las rodea, según la Agencia de Protección del Medio Ambiente de EEUU (EPA, por sus siglas en inglés). El llamado efecto isla de calor urbano puede agravar los problemas de salud y provocar averías mecánicas a medida que el mundo padece las consecuencias del calentamiento global.

Además de los peligros, todo ese calor es energía desaprovechada. La EPA calcula que más del 60% de la energía en Estados Unidos se pierde en forma de calor. Recuperando esas pérdidas, empresas y gobiernos podrían asegurarse una fuente fiable y local de energía que no requiera los contaminantes combustibles fósiles.

En la actualidad ya existen varios proyectos en Europa y Canadá que capturan y utilizan lo que se conoce como calor residual. 

En una discoteca de Glasgow, el calor corporal de los juerguistas y bailarines se emplea para enfriar y calentar el edificio. Un barrio londinense capta el calor de los túneles del metro y lo canaliza a las viviendas cercanas. Las tuberías bajo una carretera alemana hacen circular un fluido que absorbe el calor del asfalto en verano y lo calienta y deshiela en invierno.

Mientras tanto, los científicos también estudian el calor que se escapa bajo tierra para su posible uso futuro.

Aunque estos proyectos son pequeños, están allanando el camino para que otros gobiernos y empresas aprovechen el calor que nos rodea.

Un barrio de Vancouver recicla el calor de las alcantarillas

Cuando lavas los platos, te duchas o haces la colada, el agua caliente se va por el desagüe y llega al alcantarillado. Si vives en el barrio de False Creek, en Vancouver (Columbia Británica), el calor del agua puede acabar calentando tu casa, constituyendo un sistema de calefacción muy sostenible.

En la mayoría de los barrios, las aguas residuales van a parar a una estación de bombeo que las envía a una planta de tratamiento. Pero en False Creek, la estación de bombeo es también una planta de recuperación de calor.

Algunas aguas residuales se desvían a bombas de calor que extraen el calor, lo transfieren al agua en otro sistema de tuberías y lo concentran para elevar la temperatura del agua hasta 80 grados centígrados. A continuación, las tuberías llevan el agua caliente a las viviendas de la zona, donde el calor se transfiere de nuevo a los hornos y calderas de los edificios.

El proyecto, denominado Utilidad Energética Vecinal (NFU por sus siglas en inglés), se puso en marcha en 2010, cuando la ciudad construyó una villa centrada en la sostenibilidad para los Juegos Olímpicos de Invierno. Para calentar las nuevas viviendas con un mínimo de combustibles fósiles, la ciudad recurrió al sistema de alcantarillado.

"Fue una decisión audaz que resultó ser muy acertada", explica a Business Insider Derek Pope, gestor del proyecto NEU.

El proyecto empezó calentando 9 edificios residenciales. En la actualidad, NEU suministra calor reciclado del alcantarillado a 44 edificios, entre ellos más de 6.000 viviendas, un campus universitario, un museo de ciencias e instalaciones comerciales.

Según Pope, las bombas de calor tienen una eficiencia del 300%. Por cada unidad de electricidad que las alimenta, la empresa obtiene 3 unidades de energía térmica. En cambio, según Pope, cuando el sistema tiene que completar el suministro de calefacción con gas natural en periodos de gran demanda, su eficiencia es inferior al 100%.

El sistema ofrece un "modesto rendimiento de la inversión de la ciudad", señala Pope, porque se gestiona como un servicio público con un ligero beneficio.

En un informe de 2022 elaborado para el ayuntamiento, la empresa de servicios públicos constató que, para los clientes, el coste del calor reciclado estaba en consonancia con el de otras opciones locales de energía y calefacción.

Las mejoras de NEU han ampliado su base de clientes, añadiendo edificios a su red. Ahora, la empresa triplica su capacidad de reciclaje de calor instalando dos bombas de calor más.

El éxito de NEU indica que la recuperación del calor de las aguas residuales puede ser una opción sostenible y rentable a la hora de construir nuevas zonas urbanas, como una Villa Olímpica.

Los centros de datos también pueden calentar viviendas

Al otro lado del océano, Estocolmo también aprovecha una importante fuente de calor: los centros de datos.

El mundo necesita cada vez más de estos almacenes de servidores informáticos para procesar y almacenar información. Toda esa maquinaria informática, concentrada en un solo edificio, se calienta.

"Parece muy extraño que dejemos salir el exceso de calor cuando en realidad podemos comprarlo", explica a Business Insider Johanna Nerell, gestora de proyectos de la empresa de servicios públicos Stockholm Exergi. "Podemos ganar dinero para la empresa que lo suministra".

La empresa compra el calor residual de los centros de datos cercanos y lo distribuye a los hogares. 

Forma parte de lo que Exergi llama un sistema de "calefacción urbana abierta", que aprovecha el calor residual de distintas empresas de la ciudad, como una planta de producción de levadura y un supermercado, además de las aguas residuales. Los centros de datos aportan la mayor parte, el 90% del calor del distrito, según Nerell.

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En total, esta red de reciclaje de calor representa el 1,5% del calor que Exergi suministra en Estocolmo.

"Lo más probable es que nunca lleguemos a superar esa cifra", apunta Nerell. "Habría sido distinto si tuviéramos industrias en los alrededores de Estocolmo que produjeran mucho exceso de calor".

Sin industrias pesadas, solamente unos pocos tipos de empresas pueden hacer la inversión inicial para instalar las bombas de calor y las tuberías necesarias para vender el excedente térmico. "Ahí es donde los centros de datos son ideales", puntualiza.

Hay más calor sin explotar bajo tierra

Los efectos de la isla de calor urbana —el flujo de actividad que calienta las ciudades— también se extienden bajo tierra.

El exceso de calor puede perjudicar a los ecosistemas fluviales alimentados por aguas subterráneas, ya que los peces y otras formas de vida suelen preferir el agua fría que fluye desde el subsuelo.

El sobrecalentamiento de las aguas subterráneas también afecta a la calidad del agua potable, puesto que con temperaturas más altas el agua puede criar bacterias o hacer que se filtren más metales pesados del suelo circundante.

Sin embargo, es posible enfriar el subsuelo y reducir el consumo de combustibles fósiles capturando el calor de la superficie, según un estudio publicado en Nature Communications en 2022.

"Es como matar dos pájaros de un tiro", explica a Business Insider Susanne Benz, autora del estudio e investigadora del calor subterráneo. "Energía libre de carbono, y al mismo tiempo conseguimos reducir el impacto del cambio climático y la urbanización en nuestro medio ambiente".

Benz y su equipo se encargaron de analizar más de 8.000 lugares en los que se disponía de mediciones de la temperatura de las aguas subterráneas, la mayoría en Europa. Descubrieron que en alrededor del 25% de esos lugares había suficiente calor subterráneo para reciclarlo y obtener energía.

Ese porcentaje aumentará seguramente a medida que suba la temperatura media del planeta, lo que calentará aún más el subsuelo. Los autores del estudio calcularon que, a finales de siglo, el 73% de los lugares podrían satisfacer todas sus necesidades de calefacción con calor subterráneo.

El aprovechamiento de las aguas subterráneas permitiría a los municipios acceder a ese calor. Las regiones sin aguas subterráneas tendrían que instalar tuberías y hacer circular fluidas por ellas para absorber el calor y llevarlo a la superficie.

Benz dice que merece la pena considerar la posibilidad de añadir esas tuberías subterráneas en las nuevas construcciones, especialmente en la construcción de nuevas calles, que absorben más calor. 

Los túneles de metro también podrían ser un buen punto de partida para esta tecnología. En 2020, el barrio londinense de Islington construyó un sistema en su metro para canalizar el calor de esos túneles subterráneos a los hogares.

Por supuesto, el calor subterráneo se acumula más en verano, cuando la gente no necesita calentar sus casas. Pero Benz dice que el suelo retendría el calor hasta que fuera necesario.

"El calor tarda un poco en desplazarse por el subsuelo. Por eso, si la bomba de calor o las tuberías se colocan a la profundidad exacta, todo el calor del verano llega en invierno, cuando realmente se necesita la calefacción", explica. "El suelo es la batería".