A medida que la conciencia ecológica va calando en nuestra sociedad, la incorporación a nuestra vida cotidiana de productos y servicios que potencian la conservación de los recursos naturales y el respeto por el medioambiente es cada vez más frecuente. Los productos y tecnologías para el mundo de la piscina no son ajenos a esta tendencia. Conceptos como la eficiencia energética, la conservación del agua o la reducción del nivel sonoro son cada vez más demandados entre los propietarios y usuarios de piscinas. Aunque de momento requieren una inversión inicial un poco superior a los productos tradicionales, las soluciones sostenibles para la piscina son más rentables ya que consiguen una reducción en el consumo de agua y electricidad, mejoran la calidad del agua y, todo ello, sin penalizar el mantenimiento de la piscina ni el confort del usuario.
1. La optimización del sistema de filtración
El correcto tratamiento del agua de la piscina pasa siempre por un buen diseño y dimensionado de la instalación que garantice una buena recirculación y homogeneización del agua. La correcta selección de los equipos, en función de las necesidades de cada instalación, es esencial para garantizar que el agua de la piscina se mantenga siempre en condiciones óptimas para el baño con la mínima inversión en tiempo, esfuerzo y dinero.
La bomba es el corazón de la instalación, es la encargada de transformar la energía eléctrica en energía cinética que impulsa el agua con la presión suficiente para que atraviese todo el circuito de tratamiento y regrese al vaso de la piscina correctamente filtrada, climatizada y desinfectada. La selección de la bomba es el primer paso en el dimensionado de la instalación, y debe realizarse en función de las necesidades de recirculación y características del circuito hidráulico. Esta selección afecta de forma directa al dimensionado del filtro y del resto de elementos hidráulicos de la instalación.
2. El ahorro de agua en la filtración
La filtración es uno de los procesos fundamentales en el tratamiento del agua de la piscina. Su misión es eliminar las partículas en suspensión del agua como paso previo al tratamiento químico. Ambos procesos están íntimamente relacionados, de tal modo que si el sistema de filtración no funciona correctamente, además de empeorar la calidad del agua, también afecta negativamente al rendimiento de la desinfección (aumenta la cantidad de producto químico necesario, reduce la eficiencia en los equipos de UV, etc.).
El proceso de filtración no se limita al paso de agua a través del filtro, sino que se inicia antes, en los puntos de desbaste que existen entre el vaso de la piscina y el filtro: cestas de skimmer, rejilla desbordante y el prefiltro de la bomba, que retienen las partículas de mayor tamaño. Una vez en el filtro, el agua es impulsada a través de un medio filtrante donde quedan retenidos los sólidos en suspensión. En función del tipo de medio filtrante y de su capacidad de retener las partículas, el resultado de la filtración será diferente. De todos los sistemas de filtración utilizados en piscinas, los filtros de arena son los más comunes, mientras que los de cartucho y los de diatomeas tienen una presencia en el mercado mucho menor. De forma general observamos que los filtros de cartucho y, especialmente, los de diatomeas tienen una capacidad de retención mayor y un consumo de agua en el proceso de lavado menor que los filtros de arena.
Por el contrario, la facilidad y el coste de mantenimiento puntúan mejor en los filtros de arena. El lavado del medio filtrante y su preparación para el próximo filtrado requiere un consumo más o menos importante de agua que depende, entre otros parámetros, del tamaño del filtro, del caudal de agua, del tipo de medio filtrante y del tiempo que dura el proceso completo de lavado. Se recomienda ajustar el tiempo de lavado del filtro al mínimo necesario para evitar un consumo excesivo de agua, con la precaución de que una reducción excesiva de este tiempo no es recomendable puesto que el lavado del filtro no será completo y aumentará la cadencia de lavados.
Cuando se trabaja con filtros de arena, es importante ajustar el caudal de lavado para evitar un excesivo consumo de agua pero también para no perder parte de la carga de medio filtrante durante el proceso. En el caso de la arena, se requiere un caudal mínimo (nunca inferior a 40 m3/h por cada m2 de superficie de filtración) para realizar un buen esponjado del medio filtrante que garantice un buen lavado y una buena preparación del medio para el siguiente proceso de filtración. En caso contrario, la cadencia de lavados aumenta y además el medio filtrante se apelmaza y disminuye la capacidad de filtración.
2.1. Medio filtrante vítreo
Una alternativa a la arena de sílice tradicional que empieza a popularizarse es el medio filtrante vítreo. Se trata de un subproducto que se obtiene del reciclado del vidrio, que una vez tratado se comercializa en granulometrías muy similares a las de la arena. Existen diferentes fabricantes en el mercado que ofrecen productos más o menos similares.
El hecho de aprovechar un subproducto ya representa de por sí una ventaja medioambiental al reducir el impacto de las extracciones de áridos, pero además, sus características técnicas (menor densidad, forma del grano y superficie lisa) le confieren algunas ventajas que favorecen el ahorro de agua:
- Una mayor capacidad de retención de partículas que reduce el número de lavados necesarios (el porcentaje oscila en función de los fabricantes pero se sitúa alrededor del 25%).
- Menor consumo de agua en el proceso de lavado debido a su mayor permeabilidad.
- Reduce la formación de “biofouling” y, por tanto, reduce la demanda de agentes desinfectantes.
El efluente que se genera durante el lavado de los filtros tiene una alta concentración de sólidos en suspensión y habitualmente se vierte al desagüe. Existe la posibilidad de reutilizar este efluente, previo tratamiento, para otros usos, como el riego de zonas verdes, limpieza de superficies, de coches, etc. Para ello se necesita un depósito donde almacenar y decantar el agua de lavado del filtro. La concentración de cloro en el agua puede ser un impedimento para el riego, aunque en la mayoría de ocasiones este nivel desciende de forma considerable pasadas 24 horas. Con el tiempo hay que purgar los lodos que se acumulan en el fondo del depósito.
2.2 El prefiltro ciclónico
Una manera eficaz y económica de reducir el consumo de agua en el proceso de filtración es incluir un prefiltro ciclónico entre la bomba y el filtro. Este equipo se puede instalar tanto en piscinas nuevas como existentes y su función es la de separar las partículas en suspensión del agua.
Su instalación es muy sencilla, tan solo hay que intercalarlo entre la salida de la bomba y el filtro. Su funcionamiento se basa en la tecnología ciclónica. El agua entra en el cuerpo del prefiltro de forma tangencial y se desplaza, gracias a la energía contenida en el corriente de entrada, a través de los hidrociclones que generan un fuerte efecto centrífugo. Impulsada por la fuerza centrífuga, la suciedad se desplaza hacia la pared cónica del prefiltro, donde recorre una trayectoria espiral descendente. De esta forma, las partículas sólidas son arrastradas a la parte inferior del dispositivo, sin encontrar partes móviles ni barreras filtrantes, donde se almacenan en un depósito de recogida de sólidos que se divide en tres zonas: decantación, clarificación y espesamiento. Los sedimentos y partículas de hasta 0,04 mm son retenidos en el depósito de recogida, desde donde son eliminados fácilmente abriendo la válvula del desagüe. En caso de no purgar con la frecuencia suficiente, el equipo no se colmata: simplemente deja de separar y la suciedad que quedará retenida posteriormente a su paso por el filtro.
Debido a su especial diseño, el prefiltro ciclónico funciona con una pérdida de carga mínima y constante que permite su instalación sin necesidad de cambiar la bomba existente y elimina la posibilidad de obturación.
Su mantenimiento es casi inexistente. El depósito colector transparente permite el control visual de los sedimentos y se limpia fácilmente abriendo la válvula de purga. El prefiltro se puede purgar utilizando un volumen muy pequeño de agua (entre 5 y 15 litros de agua según el modelo) sin necesidad de parar la bomba. Su diseño compacto también facilita el mantenimiento ya que no contiene partes móviles ni elementos que se deban sustituir periódicamente.
Así, gracias a la utilización del prefiltro ciclónico, se reduce significativamente la cantidad y el tamaño de las partículas que llegan al filtro. Al retener las partículas de mayor tamaño, se evita la formación de la torta de filtración lo cual permite al filtro trabajar mejor en profundidad. De esta manera se consigue reducir tanto la frecuencia de lavado del filtro (tanto de arena como de cartucho) como el consumo medio de agua durante dicho proceso. El resultado es una mejora de la capacidad de filtración y una reducción del 50% del consumo de agua durante el proceso.
3. El ahorro de energía en el sistema de filtración
Sea cual sea el sistema de filtración utilizado, es fundamental dimensionar correctamente la bomba de recirculación para poder trasegar el caudal necesario y garantizar una buena recirculación del agua.
El impacto sobre el consumo eléctrico en el proceso de tratamiento del agua de la piscina se debe principalmente a la bomba. Este consumo viene determinado por la potencia de la bomba, el tiempo de funcionamiento (debidos al tipo de piscina, su volumen y a las pérdidas de carga de la instalación) y su eficiencia (depende del fabricante – tipo de bomba, motor).
En la mayoría de instalaciones, el 99% de tiempo de funcionamiento de la bomba se dedica al proceso de filtración. Solamente una porción muy pequeña de la energía de la bomba se dedica al proceso de lavado y acondicionado del medio filtrante.
Reducir el tiempo de filtrado o instalar una bomba de menor potencia no es una solución adecuada. Sí que reduciremos el consumo de energía, pero para ello sacrificaremos la calidad del agua de la piscina. En cambio, sí que se recomienda seleccionar una bomba más eficiente, lo que significa que de la energía que consume, la mayor parte se transforma en energía cinética que mueve el agua, mientras que el resto se “pierde” en forma de calor. En este sentido, más que el valor máximo de eficiencia de una bomba, lo mejor es identificar la eficiencia en el punto de trabajo (relación caudal-presión) real de la bomba.
Una forma muy eficaz de reducir el consumo energético de la bomba, es utilizar bombas con motores de doble velocidad o de velocidad múltiple. Así, modificando la velocidad de trabajo de la bomba, podremos controlar la cantidad de energía que el sistema consume.
Las bombas de doble velocidad y de velocidad múltiple se comportan de acuerdo con la Ley de Afinidad (o de Semejanza), que establecen la relación que existe entre la velocidad (r.p.m.), el caudal (m3/h), la presión (bar) y la potencia (kW) de la bomba. Según las Leyes de Afinidad, estas variables se relacionan entre sí de la siguiente manera: si se disminuye la velocidad de la bomba en un 50%, el caudal también se reducirá en un 50%, la presión del sistema se reducirá al 25%, y el consumo de energía se reducirá al 12,5%. Por tanto, incluso una pequeña reducción en el caudal dará como resultado reducciones importantes de potencia y, por tanto, del consumo energético.
Las bombas de doble velocidad nos permiten elegir entre dos niveles de velocidad, cuyos parámetros han sido previamente programados por el fabricante, mientras que las de velocidad múltiple incorporan hasta 4-5 programas preestablecidos.
A nivel general, la posición de alta velocidad está recomendada para operaciones de alta necesidad hidráulica tales como el lavado, el enjuague, los tratamientos de choque o el uso de determinados limpiafondos de aspiración. Normalmente, se suele trabajar con la bomba a alta velocidad solamente el 5% del tiempo.
El tiempo restante, un 95% sobre el total, se utiliza el modo de baja velocidad que está especialmente indicado para conseguir una filtración más uniforme y de mayor calidad. Cuando la bomba opera a baja velocidad, disminuye la presión de trabajo y prácticamente desaparecen las turbulencias en el sistema, disminuyendo proporcionalmente las pérdidas de carga del circuito hidráulico. Todo ello se traduce en una mejor filtración, una reducción del consumo de energía y una disminución del nivel sonoro. Cuando la bomba trabaja a baja velocidad, se produce una reducción del nivel sonoro de aproximadamente 20 decibelios audibles, en comparación con un proceso de filtración normal. Esta notable reducción del ruido permite el filtrado nocturno del agua, momento en que la demanda de electricidad es menor y las tarifas eléctricas son más económicos.
Las bombas de doble velocidad acostumbran a incorporar motores de inducción de 2 y 4 polos que permiten la elección de los programas de alta y de baja velocidad. Las bombas de velocidad múltiple suelen incluir motores de imanes permanentes con electrónica de control incorporada que permite desarrollar otras prestaciones de control tales como programar el funcionamiento de la bomba u obtener información sobre su funcionamiento. La incorporación de componentes electrónicos a los motores permite incorporar funciones diversas a un producto que hasta ahora solamente era paro/marcha.
De la misma manera que el prefiltro ciclónico, las bombas de doble velocidad o de velocidad múltiple pueden instalarse tanto en instalaciones nuevas como existentes, ya que el control se realiza a través de la misma bomba o bien utilizando un temporizador digital que se instala en el armario de control de la bomba y permite la programación de los filtros de filtrado.
Así, gracias a la aplicación de soluciones tecnológicas en el proceso de recirculación y filtrado, hoy ya podemos seguir disfrutando de una piscina en perfectas condiciones para el baño y, al mismo tiempo, ser mucho más respetuosos con el medio ambiente, ahorrando agua y energía.
4. Consumo real de una piscina con un sistema de filtración sostenible
Si tomamos como referencia una piscina residencial de 50 m3 de agua, con una bomba tradicional de 1 CV, un filtro de arena de 650 mm y contando con 5 horas de filtración al día durante la temporada (que dura unos 100 días), los consumos del sistema de filtración de la piscina serían los siguientes:
- A lo largo de la temporada el gasto de agua debido al lavado de los filtros ascendería a unos 3.750 litros de agua, teniendo en cuenta un tiempo de lavado de unos 3 minutos en total.
- La utilización de un prefiltro ciclónico no reduciría el consumo de agua en cada lavado (unos 750 litros en nuestro caso), pero sí el número de lavados, que desciende a la mitad. Al final de temporada habríamos ahorrado un 50% del agua utilizada en el lavado del filtro.
- Si a ello le añadimos el agua necesaria para realizar las purgas del prefiltro ciclónico (unos 30 litros), el consumo total de agua se reduciría a 1.905 litros, lo que representa un ahorro total de agua del 49%. Es decir, unos 1.845 litros por temporada, lo que equivale a 30 lavadoras o casi 40 duchas.
- El consumo de energía de la bomba sería de 5,5 Kwh al día, lo que supone un consumo total durante la temporada de 550 kWh. Al utilizar una bomba de doble velocidad, ajustaríamos su funcionamiento de forma que el 5% del tiempo funcionara a alta velocidad y el resto a baja. Hemos de tener en cuenta que al trabajar a baja velocidad el caudal se reduce a la mitad y debemos doblar el tiempo de funcionamiento de la bomba para filtrar el mismo volumen de agua que a velocidad normal. Con todo ello, el consumo total de la bomba por día sería de 1,79 kWh, mientras que por temporada ascendería a 179 kWh, lo que supondría un ahorro de casi el 68% en el consumo energético de la bomba, unos 371 kWh por temporada.
Fuente: Departamento Técnico AstralPool