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Normalización: El camino hacia una industria sustentable

Las regulaciones aplicables a la fabricación de equipos de confort son un indicador del nivel de desarrollo de una nación. Por ello, México debe estar a la vanguardia con normativas que garanticen la eficiencia y operatividad de los sistemas HVACR, a fin de contribuir a la salvaguarda del planeta

Odón de Buen

El mundo moderno no sería posible sin la normalización, es decir, sin un conjunto de regulaciones, normas o estándares técnicos. Sin este orden establecido en un amplio conjunto de especificaciones técnicas, acordadas por expertos para ser cumplidas por una muy numerosa variedad de materiales, equipos, sistemas y/o servicios, la sociedad y economía actuales no podrían ofrecer la amplia variedad de comodidades y la creciente productividad con la que funcionan actualmente.

Gracias a la normalización, que aplica lo mismo para equipos individuales como a complejos sistemas que se integran de más de una manera (por la red eléctrica y/o las comunicaciones), hoy en día gozamos de iluminación, refrigeración, movilidad, calefacción, entretenimiento, comunicación, alimentación, entre otros servicios generalizados que no serían posibles, en partes o en conjunto, de no estar homologados.

Aún más: el definir en regulaciones técnicas ciertas características que, por interés público, deben cumplir con determinados materiales, productos, sistemas y servicios, convierte a la normalización en una poderosa herramienta para salvaguardar bienes comunes, como lo son la seguridad, la salud y el medioambiente.

Por lo anterior, y recordando tres procesos ocurridos en igual número de momentos de la historia humana, resaltamos en el presente artículo el modo en que la regulación se integró a la economía y políticas públicas, en particular, las relacionadas con la eficiencia energética y el gran valor que ha desempeñado para que esto ocurra.

El nacimiento de una potencia
Desde una perspectiva del impacto de la normalización en grandes procesos, la posibilidad de repetir características en dispositivos ha sido un elemento que, en determinado momento de la historia, desembocó en ventajas para la guerra y la economía, además de contribuir al avance de la industrialización. Un ejemplo de enorme trascendencia fue el caso de Estados Unidos durante el transcurso de la Guerra Civil en la segunda parte del siglo XIX, cuando el ganador de la contienda, el ejército de la Unión (los del norte), estaba respaldado por una economía mucho más desarrollada. Esto se tradujo no sólo en una ventaja a su favor durante la lucha armada, sino que también revolucionó la producción industrial. El hecho de contar con estándares técnicos le permitió a su ejército utilizar armas con piezas intercambiables y producidas en serie, a gran escala y en instalaciones distintas, de acuerdo con el discurso de apertura del profesor Merritt Roe Smith del MIT, Northern Weapons Manufacturing during the Civil War, pronunciado en el Simposio de Tecnología y Guerra Civil de la Institución Smithsoniana en 2012.

¿Por qué tener piezas intercambiables fue importante? En particular, porque si un arma construida artesanalmente se inutilizaba por la falla de una de las partes, ésta tenía que reponerse con otro recurso, mientras que una con piezas intercambiables podía ser reparada mediante la sustitución de uno o varios componentes, además de que podía producirse en más de una instalación fabril. Por supuesto, esta situación costó la vida de muchos soldados de la Confederación (los del sur), ya que el hecho de producir piezas idénticas en geometría y propiedades físicas en fábricas distintas significó uno de los más grandes avances en la industrialización del mundo; en su momento, una gran ventaja competitiva para que los Estados Unidos terminaran siendo la potencia industrial dominante del siglo XX.

Regulaciones técnicas y políticas públicas
Otro momento histórico relevante tuvo que ver con la generalización de los barcos de vapor; aunque aquí la normalización tomó un sentido distinto al que se aplicó a las armas, pues más que una práctica repetida voluntariamente por una industria con el objetivo de infringir el mayor daño posible a los seres humanos de un bando contrario, la regulación derivada de la generalización de las máquinas de vapor se enfocó, precisamente, en el cuidado de la vida humana.

Al avanzar la Revolución Industrial que generalizó el uso del vapor y llevó a la invención y expansión del ferrocarril, esa tecnología llegó al transporte marítimo en la forma de naves de todos los usos y tamaños. Sin embargo, esta fue una industria que nació y creció sin norma alguna, por lo que la aparición y generalización de los barcos de vapor vino acompañada de numerosos y muy aparatosos accidentes, que incluyeron explosiones, incendios, hundimientos en ríos y mares, con grandes pérdidas de vidas humanas y materiales.

Como muestra Douglas L. Stein en su investigación Documentos Reguladores de Steamboat. Documentos Marítimos Americanos 1776-1860, esta repetición de eventos mortales obligó a la autoridad a entrar en acción para establecer regulaciones técnicas sobre las características de materiales, diseños y prácticas de operación de los sistemas de vapor, de manera que redujeran a un mínimo este tipo de tragedias.

Cabe recordar que la forma en que fueron concebidas estas regulaciones técnicas, desembocó en un patrón que ahora se repite en el marco normativo de Estados Unidos: el dejar a los expertos técnicos, bajo su propia organización, definir las características y métodos de prueba que deben seguirse, en tanto que la autoridad obtuvo la facultad de convertirlos en una obligación generalizada y sujeta a castigos por incumplimiento, como señala el artículo “Suavemente en la corriente: cómo la explosión de las calderas de barcos de vapor en el siglo XIX encendió la regulación del bienestar público federal”, publicado por la Universidad de Harvard.

Lo anterior significó el surgimiento de agrupaciones técnicas independientes del gobierno, mismas que se han dedicado por más de un siglo a desarrollar normas especializadas en temas como el uso y estándares de equipos que operan a altas temperaturas y presiones, instalaciones eléctricas, dispositivos y edificaciones, y que funcionan bajo un modelo de negocios por la venta de los textos de las regulaciones y la capacitación técnica para su comprensión y aplicación.

Ejemplo de esto es la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, por sus siglas en inglés), una organización global dedicada a la publicación de estándares internacionales basados en el consenso, que sirven como base para el esquema nacional y como referencia en la redacción de licitaciones y contratos internacionales, así como para administrar sistemas de evaluación de conformidad para productos, sistemas y servicios eléctricos y electrónicos, conocidos colectivamente como electrotecnología.

Mientras que la normalización de piezas para armas se logró, entre otras muchas cosas, para tener un mismo patrón de referencia y máquinas con suficiente precisión, la correspondiente a los sistemas de vapor requirió, de una manera particular, el caracterizar a los materiales en términos de su comportamiento a altas temperaturas y presiones, lo que implicó la aparición de laboratorios de prueba que, bajo procedimientos establecidos en los propios estatutos, asegura que los materiales tengan las características definidas por las regulaciones técnicas. También implicó su definición para ser aplicadas en diseños únicos (normas de sistemas) y no tanto en elementos o sistemas producidos en serie (como es el caso de las armas).

Elemento crucial para la eficiencia energética
Durante la segunda mitad del siglo XX, en los años posteriores a la llamada Crisis Petrolera de los años setenta, aparece una nueva aplicación de las regulaciones técnicas: las normas de eficiencia energética.

Como se desprende de lo anotado arriba, desde un punto de vista de la práctica de la normalización, éstas no implican una novedad; sin embargo, sí representan una aplicación innovadora desde la perspectiva de la política pública, ya que el propósito de su implantación no tiene que ver solamente con la calidad o seguridad de operación de los equipos, sino con su impacto, primero, en la demanda de energía y, segundo, en el medioambiente.

Fue en California, en el contexto de un debate de regulación de precios al público de una empresa eléctrica con crecientes problemas económicos por retrasos en la entrada en operación de una planta nuclear, que se plantea, por una parte, el potencial de actuar por el lado de la demanda con inversiones en los equipos y dispositivos con mayor demanda de energía y, por otra, asegurar que los modelos de esos equipos y dispositivos entraran al mercado con los mayores niveles posibles de eficiencia energética, de manera que los recambios tuviesen el mayor impacto posible.

Con la publicación de la primera norma aplicable para la eficiencia energética en refrigeradores y congeladores, en noviembre de 1976, se inicia un proceso de desarrollo de regulaciones técnicas obligatorias que hoy alcanza al mundo entero para los principales equipos que utilizan energía (desde lámparas de uso doméstico hasta vehículos pesados).

Este proceso ha tenido resultados espectaculares, reflejados en el hecho de que el consumo eléctrico per cápita de California se haya mantenido constante desde finales de los setenta en una economía que no ha dejado de crecer.

¿Qué pasa con las NOM?
En México, en el tema específico de las regulaciones técnicas orientadas a la eficiencia energética, hemos avanzado mucho en los últimos 25 años a partir de la entrada en vigor, en 1992, de la Ley Federal de Metrología y Normalización, la cual define las responsabilidades del sector público para la expedición de Normas Oficiales Mexicanas (NOM). Esto con la finalidad de establecer “las características y/o especificaciones que deban reunir los productos y procesos cuando estos puedan constituir un riesgo para la seguridad de las personas o dañar la salud humana, animal, vegetal, el medioambiente general y laboral, o para la preservación de recursos naturales”.

Esta ley abrió el espacio para la existencia de un sistema de evaluación de la conformidad integrado por laboratorios de prueba, organismos de certificación, unidades de verificación y entidades de acreditación, operados por el sector privado, pero sujeto a las mejores prácticas internacionales y bajo la supervisión de pares a nivel global.

Para finales de 2018, México contaba con 32 NOM en vigor y con un sistema de evaluación de la conformidad integrado por 83 laboratorios de prueba, 11 organismos de certificación y más de 200 unidades de verificación. Esto significa que nuestro país tiene un sistema muy robusto y con impactos positivos que se hacen evidentes en la evolución del consumo de energía, particularmente en el sector residencial (diagrama 1).

Diagrama 1Fuente: “Análisis de la evolución del consumo eléctrico del sector residencial entre 1982 y 2017 e impactos de ahorro de energía por políticas públicas”, en Cuadernos de la Conuee, número 1. (Versión revisada y actualizada con datos hasta 2017) Mayo de 2018.

La ruta a seguir
La normalización es un acuerdo entre partes sobre las características de un material, elemento, equipo, sistema y/o servicio que tiene el alcance de una industria, región, país, e inclusive de la economía internacional. Aplica para propósitos que van desde la replicabilidad y/o reposición de partes hasta la protección generalizada de la población y el medioambiente global.

Sin más presencia material que la del papel que contiene el texto donde se definen, las regulaciones técnicas son el resultado de la experiencia acumulada en el mundo material, integradas mediante procesos de consulta y consenso entre expertos, e influyen sobre el funcionamiento armónico de la economía. Todo esto con un efecto que ha tenido una gran relevancia para el desarrollo económico e industrial en los últimos 150 años.

En México, a partir de la Ley Federal de Metrología y Normalización, contamos con un sistema de producción de regulaciones técnicas y de un sistema de evaluación de la conformidad bastante robusto. En una economía globalizada y competitiva, con restricciones ambientales crecientes, es imperativo fortalecer y avanzar en las capacidades nacionales para estar al día en las necesidades del país y de los avances tecnológicos mundiales.
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El ejemplo de California
El 3 de noviembre de 1976 la División de Conservación de la Comisión de Conservación y Desarrollo de California, en EE.UU., adoptó una regulación para estándares de eficiencia de aparatos relacionados con:

  • Refrigeradores, refrigeradores-congeladores y congeladores operados con electricidad
  • Acondicionadores de aire para habitación, excepto aquellos diseñados expresamente para uso en casas móviles, vehículos recreativos y otros equipos móviles
  • Aires acondicionados centrales, con una capacidad de menos de 65 000 BTU por hora, excluyendo aquellos diseñados expresamente para el uso en casas móviles, vehículos recreativos y otros equipos móviles

A estos se les aplicaban las siguientes pruebas de eficiencia energética:

a  Refrigeradores y congeladores

  • Consumo de energía (kilowatt-hora por mes)
  • Volumen refrigerado de alimentos frescos (en pies cúbicos)
  • Volumen refrigerado del congelador (en pies cúbicos)
  • Volumen total refrigerado (en pies cúbicos)

b  Acondicionadores de aire

  • Tipo (habitación o central, sólo bomba de calor o refrigeración)
  • Procedimiento de prueba utilizado
  • Capacidad de enfriamiento (BTU por hora)
  • Corriente, mientras se enfría (amperios)
  • Entrada de alimentación, mientras se enfría (watts)
  • Relación de eficiencia energética (BTU por watt-hora)

En consecuencia, los equipos certificados para la venta en California debían portar a partir del 3 de noviembre de 1977:

  • Una etiqueta con la calificación de consumo de energía certificada en kilowatts-hora por mes a cada refrigerador, refrigerador-congelador o congelador
  • Una etiqueta con la relación de eficiencia energética certificada a cada acondicionador de aire vendido u ofrecido para la venta en California
  • Una etiqueta que incluía las palabras “certificado por el fabricante para cumplir con los estándares de 1977 de la Comisión de Energía de California”, en cada refrigerador, refrigerador-congelador, congelador o aire acondicionado, fabricado en o después del 3 de noviembre de 1977

Fuente: www.energy.ca.gov/appliances/appl_regs_19761992/1976_11_03_Appl_Regs.pdf
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NOM de eficiencia energética vigentes y relacionadas con el sector HVACR
NOM-003-ENER-2011 Eficiencia térmica de calentadores de agua para uso doméstico y comercial. Límites, método de prueba y etiquetado.
NOM-008-ENER-2001 Eficiencia energética en edificaciones, envolvente de edificios no residenciales.
NOM-009-ENER-2014 Eficiencia energética en sistemas de aislamientos térmicos industriales.
NOM-011-ENER-2006 Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo central, paquete o dividido. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-014-ENER-2004 Eficiencia energética de motores de corriente alterna, monofásicos, de inducción, tipo jaula de ardilla, enfriados con aire, en potencia nominal de 0.180 a 1 500 kW. Límites, método de prueba y marcado.
NOM-015-ENER-2012 Eficiencia energética de refrigeradores y congeladores electrodomésticos. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-015-ENER-2018 Eficiencia energética de refrigeradores y congeladores electrodomésticos. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-016-ENER-2016 Eficiencia energética de motores de corriente alterna, trifásicos, de inducción, tipo jaula de ardilla, en potencia nominal de 0.746 kW a 373 kW. Límites, métodos de prueba y marcado.
NOM-018-ENER-2011 Aislantes térmicos para edificaciones. Características, límites y métodos de prueba.
NOM-020-ENER-2011 Eficiencia energética en edificaciones. Envolvente de edificios para uso habitacional.
NOM-021-ENER/SCFI-2017 Eficiencia energética y requisitos de seguridad al usuario en acondicionadores de aire tipo cuarto. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-022-ENER/SCFI-2014 Eficiencia energética y requisitos de seguridad al usuario para aparatos de refrigeración comercial autocontenidos. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-023-ENER-2018 Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo dividido, descarga libre y sin conductos de aire. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-023-ENER-2010 Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo dividido, descarga libre y sin conductos de aire. Límites, método de prueba y etiquetado.
NOM-032-ENER-2013 Límites máximos de potencia eléctrica para equipos y aparatos que demandan energía en espera. Métodos de prueba y etiquetado.
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  Odón de Buen
Ingeniero mecánico electricista por la UNAM, maestro en Energía y Recursos por la Universidad de Berkeley, California, y profesor asociado de la maestría en Ingeniería Energética en la UNAM. Es autor de diversos reportes técnicos sobre ahorro de energía y fuentes renovables, publicados tanto en México como en Estados Unidos. Actualmente, se desempeña como director general de la Conuee.

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