Aire Acondicionado

Confort térmico en hogares, ¿cómo hacerlo más sustentable?

El consumo energético por el uso del AA residencial sigue aumentando en México, pero la envolvente térmica puede ser una aliada para reducir el gasto.

Odón de Buen

El confort térmico es básico para la población y en México esta necesidad se refleja en el creciente uso de equipos de aire acondicionado en las viviendas durante los últimos cuarenta años; un aumento que no se detiene ante lo que es una clara exigencia insatisfecha. En este artículo se explora la evidencia de este crecimiento, las implicaciones que esto tiene para la política pública en sus diversas prioridades y el valor que tienen las acciones de eficiencia energética.

La evidencia
Hace ya más de 35 años, cuando estaba en marcha el programa de ahorro de energía de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), se disponía de un informe anual, “Estadísticas por Entidad Federativa”, acerca del número de usuarios, su consumo y gasto por tarifas y por estado. Desde entonces, a partir de datos tomados de fuentes con los diferentes formatos disponibles, se fue creando una línea de tiempo de 38 años sobre el consumo de energía eléctrica en México.

En las primeras revisiones de los datos de las tarifas residenciales de Baja California en 1985, se revelaron dos universos de usuarios en condiciones de tarifas opuestas (templada y muy cálida). La diferencia de los consumos promedio por usuario residencial era muy grande para el mismo estado. La razón de la divergencia era muy clara: el clima y el uso del aire acondicionado en Mexicali. A partir de entonces y en distintas formas, se ha observado el fenómeno del crecimiento del confort térmico como servicio energético.

En aquellos años, bajo la dirección del Ing. Manuel de Diego (QEPD), se llevó a cabo en la CFE un primer análisis de medidas para ser integradas a las envolventes de vivienda existente en zonas de clima cálido en verano. Esto fue la base para el inicio del FIPATERM (programa masivo de aislamiento térmico) en Mexicali en los años 90. Este programa sigue funcionando y ha resultado en el aislamiento térmico de cerca de 100 mil viviendas en la región (Macías J, 2014).

Para 1993, se realizó un estudio sobre el fenómeno del confort térmico en un lapso de casi 10 años sobre el consumo de energía eléctrica en México. Este estudio documenta el crecimiento de la demanda de aire acondicionado en los estados del norte de la república mexicana (de Buen O., 1993).

Los datos
La base de datos corre del año 1982 a 2019 y da cuenta de varios procesos muy relevantes que se explican a continuación.

Visto de manera agregada, el aire acondicionado residencial es un sector en continua expansión con un número cada vez mayor de usuarios (creció 4.1 veces), así como de ventas (consumo), que registró un crecimiento todavía más grande (5.2 veces) en 38 años (Figura 1).

Figura 1. Evolución del número de usuarios y ventas (consumo) de energía eléctrica de los consumidores residenciales de la Comisión Federal de Electricidad (1982-2019). Fuente: CFE, varias fuentes

Sin embargo, este proceso agregado esconde ciertos procesos particulares, en este caso el relacionado con los recorridos claramente diferenciados entre quienes usan la energía eléctrica en zonas de clima templado versus quienes están ubicados en regiones de clima cálido.

Las tarifas del sector residencial en México se definen en función de la temperatura promedio máxima en dos meses consecutivos del verano. Teniendo en cuenta esto, si se separa por tipo de usuarios entre los que se encuentran en clima templado (Tarifa 1) y los que están en clima cálido (Tarifas 1a a la 1f), se encontrará con un proceso que es muy evidente e igualmente significativo: el despunte del consumo en zonas de clima cálido, particularmente a partir de mediados de los noventa, respecto de las de clima templado (Figura 2).

Figura 2. Evolución de las ventas (consumo) de energía eléctrica de los consumidores residenciales de la Comisión Federal de Electricidad, por tipo general de clima (1982-2019). Fuente: CFE, varias fuentes

Si se toma como referencia el año de 1982, el consumo en regiones de clima cálido ha crecido 6.6 veces, mientras que en el templado lo ha hecho solamente 3.2 veces. Asumiendo que no hay diferencias radicales entre los dos universos de usuarios en cuanto a crecimiento poblacional o de habitantes por vivienda, este crecimiento diferenciado tiene dos explicaciones:

  1. La entrada en vigor de las Normas Oficiales Mexicanas de eficiencia energética, que han sido muy efectivas en reducir el consumo en los enseres electrodomésticos mayores (refrigerador, lavadora de ropa, equipo de aire acondicionado) e iluminación (CEPAL, 2018).
  2. La creciente demanda de confort térmico en sectores de la población de ingresos medios, que coincide con la construcción de cientos de miles de viviendas de interés social en zonas de clima cálido y su equipamiento con AC.

Este mismo proceso se ve más claramente al analizar el consumo promedio por tipo de usuario. En la Figura 3, que muestra los valores promedios para tres universos de usuarios (templado, cálido y total), se puede observar que:

  • Las personas ubicadas en regiones de clima cálido consumen poco más del doble que las de clima templado. Su crecimiento promedio, además, se mantiene en un rango cuyo mayor valor es 2,300 kWh/año.
  • Los ubicados en clima templado consumen, en promedio, cerca de 1,000 kWh/año, 30 por ciento menos que al inicio del presente siglo, con un nivel de consumo promedio igual al de hace 35 años.
  • Esto se refleja en el consumo promedio de todos los usuarios eléctricos del sector, el cual decrece a partir del inicio del presente siglo y se ubica en poco más de 1,600 kWh/mes.

Figura 3. Evolución de las ventas (consumo) promedio por usuario residencial de energía eléctrica de la Comisión Federal de Electricidad, para el universo completo y por tipo general de clima (1982-2019). Fuente: CFE, varias fuentes

La evolución claramente diferenciada del consumo de electricidad entre los dos universos de usuarios es reflejo del crecimiento de la demanda de confort térmico en regiones de clima cálido, el cual ya representa un porcentaje muy significativo del consumo total del sector residencial de México.

Un ejercicio que toma como consumo básico lo que utiliza un usuario promedio en clima templado para cada año, de 1998 a 2019, lleva a una estimación de que, mientras que hace dos décadas el consumo por confort térmico representaba una quinta parte del consumo total de electricidad de las viviendas en México, hoy ya es de 35 por ciento, en una tendencia de crecimiento que no parece tener visos de aminorarse (Figura 4). Por supuesto, un factor importante es la reducción de los consumos en iluminación y refrigeración por la aplicación de las NOM.

Figura 4. Evolución del porcentaje estimado de consumo eléctrico para confort térmico en México (1998 a 2019). Fuente: Estimado del autor a partir de datos de CFE

Otra perspectiva sobre el fenómeno la da la revisión por tarifas específicas. Ésta señala cómo el crecimiento de la demanda de confort térmico ha dejado de ocurrir sólo en ciudades fronterizas al norte del país (como lo era en los años ochenta y noventa), para llegar también a la región del Golfo de México y el Sur.

En la Figura 5 se observa que entre 2012 y 2019, los usuarios en tarifa 1f (de Mexicali y Hermosillo, principalmente, y que representan el 8 por ciento de los usuarios en clima cálido) han tenido un decrecimiento en su consumo promedio, mientras que los ubicados en las tarifas 1a a 1e han tenido aumentos de hasta un 12 por ciento en tan solo 7 años.

Figura 5. Consumo eléctrico promedio por usuario y por tarifa en sector residencial (2012 y 2019). Fuente: Elaborado por el autor a partir de datos de la CFE

Otra perspectiva relevante es la relacionada con el carácter estacionario del consumo. Para los usuarios en tarifas 1f y 1e (cálido en verano) el consumo en los meses de verano puede ser de más de 3 veces que en invierno, mientras que en las tarifas 1a a 1c no llega a duplicarse (Figura 6).

Figura 6. Consumo promedio mensual por usuario residencial por tipo de tarifa (2019). Fuente: CFE

En particular, en la tarifa 1c, con la mayoría de los usuarios, ubicados en los estados de las regiones del sur, el Caribe y el Golfo de México, y que representa el 30 por ciento de los usuarios de regiones de clima cálido, el crecimiento de la demanda en verano es muy notable, lo que refleja que el uso de electricidad para confort térmico crece aceleradamente más allá de la frontera norte (Figura 7).

Figura 7. Consumo promedio mensual de los usuarios de la tarifa 1c (2019). Fuente: CFE

Hay, también, datos de otras fuentes relevantes, en particular los de la Asociación Nacional de Fabricantes de Aparatos Domésticos (ANFAD), que vienen desde el año 1998, y que señalan un aumento en la venta de equipos para llegar hasta los 600 mil anuales, lo que muestra una rápida penetración de esta tecnología en los hogares mexicanos. (Ibargüengoitia D.).

Las implicaciones
El crecimiento tan significativo del uso de energía eléctrica para confort térmico tiene implicaciones de suficiente peso como para ser considerado un tema prioritario en la agenda pública.

Infraestructura eléctrica. Hoy día, empujado por el creciente equipamiento en los hogares y el crecimiento inmobiliario asociado al sector servicios, a lo largo y ancho del país, la demanda de frío para confort térmico en edificaciones es el principal factor en el consumo de electricidad no sólo regionalmente y/o en ciertas partes del año, sino que ya está presente en temporadas fuera de la época de calor y de las zonas con clima cálido.

El pico de la demanda es muy relevante, ya que determina las necesidades de equipamiento del sistema eléctrico: cualquier instalación de servicio eléctrico debe tener equipos de generación, redes de transmisión y de distribución que respondan de manera prácticamente instantánea y sin alteraciones en la calidad del servicio a las condiciones cambiantes de la demanda de los usuarios, segundo a segundo.

Economía familiar
Como se ha mostrado, el impacto del uso de electricidad para confort térmico en zonas de clima cálido es muy significativo por varias razones:

  • Usualmente, es mayor al doble en usuarios promedio de zonas de clima cálido que en zonas templadas.
  • En el norte, el consumo eléctrico llega a ser cinco veces mayor y se concentra en unos cuantos meses.

Esto se refleja en el hecho de que, bajo una definición que establece a un hogar en pobreza energética como aquel que gasta más del 10 por ciento de sus ingresos en energía, en México cerca del 11 por ciento del total de las viviendas se ubica en esa definición, lo que representa alrededor de 3.5 millones de hogares. Sin embargo, no es en las zonas más pobres del país donde se presenta el mayor porcentaje de viviendas en pobreza energética (con un 9.8 por ciento), sino en la frontera norte, donde el 18 por ciento (cerca de uno de cada cinco) tiene gastos energéticos superiores al 10 por ciento, lo cual es resultado de su necesidad de confort térmico (De Buen O., 2018).

Finanzas públicas. Los subsidios al consumo de electricidad para confort térmico en clima cálido representan una fuerte carga al erario público, más de 40 mil millones de pesos al año. A costos actuales, se estima que cada año se agregan, sólo por el consumo para confort térmico, 400 millones de pesos a lo que tiene que pagar el erario público (Conuee, 2017).

Medioambiente. Se estima que las emisiones de gases de efecto invernadero resultantes de la operación de edificios residenciales y comerciales en México superan los 75 millones de toneladas de CO2, representando alrededor del 12 por ciento del total de emisiones del país (De Buen O., 2009)

Asimismo, se estima un crecimiento de hasta 6.7 veces para 2050 si no se hace nada.

La política pública
La respuesta al reto que representa la creciente demanda de confort térmico se ubica en tres grandes líneas de acción:

1 Obligación de incluir elementos de reducción de ganancias térmicas en reglamentos locales de construcción. Un elemento central que determina la cantidad de energía para confort térmico es la envolvente de la vivienda, es decir, el diseño y los materiales que componen muros, techos, ventanas y puertas. Una vivienda bien diseñada en cuanto a su orientación y con los elementos de envolvente adecuados, puede tener menores ganancias de calor y, por lo mismo, facturaciones eléctricas significativamente bajas a lo largo de la vida útil de las construcciones (Conuee, 2017).

La envolvente de la vivienda es un elemento que, a diferencia de otros que se relacionan con el consumo de energía, permanece a lo largo de la vida útil del inmueble, que fácilmente supera los 30 años. Igualmente, incorporar elementos que atenúen las ganancias térmicas tiene un costo significativamente menor cuando se integran como parte de su diseño original, que el tener que hacerlo una vez terminada la edificación o cuando ésta ya ha sido ocupada.

Sin embargo, de acuerdo con información del INEGI, en México menos del 5 por ciento de las viviendas incorporan aislamiento térmico a su envolvente, mientras que un porcentaje tres veces mayor (cerca del 15 por ciento) de las viviendas cuenta con equipos de aire acondicionado (De Buen O., 2017).

2 Continuar con la actualización y fortalecimiento de las NOM para equipos
En este terreno hay mucha fortaleza, ya que en México hay NOM para todos los equipos que se utilizan en vivienda; ventana, central, split on-off y split inverter. Asimismo, existe un robusto sistema de evaluación de la conformidad que asegura su cumplimiento.

3 Ampliar programas de financiamiento para mejora de envolvente de viviendas y modernización de equipamiento
Aun cuando existen programas como la Hipoteca Verde y las acciones del FIPATERM, éstos no tienen el alcance para aprovechar a cabalidad el potencial de ahorro de energía que se podría tener con el confort térmico por la posible mejora de cientos de miles de viviendas y de equipos de aire acondicionado.

Incluso, dado que lo que ahorran los usuarios trae consigo un ahorro a la hacienda pública al dos por uno (dos pesos ahorrados de subsidio por cada peso ahorrado por el usuario), un programa como el FIPATERM podría tener apoyo de la propia hacienda pública que, además, puede formar parte de las acciones para reactivar la economía y, al mismo tiempo, cuidar la economía de las familias.
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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. Autor de diversos reportes técnicos sobre ahorro de energía y fuentes renovables, publicados tanto en México como en Estados Unidos. Actualmente es director General de la Conuee.
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BIBLIOGRAFÍA:
CEPAL. 2018. Informe Nacional de Monitoreo de la Eficiencia Energética de México, 2018. In CEPAL (Ed.): 200: Comisión Económica para América Latina y el Caribe.

Conuee. 2017. Costos y beneficios de la Norma Oficial Mexicana para envolvente de edificiaciones residenciales, (NOM-020-ENER): 24: Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía.

De Buen O. 1993. Residential Air-Conditioning in Northern México: Impacts and Alternatives. University of California at Berkeley, Berkeley.

De Buen O. 2009. Regional report on greenhouse emission reduction potential from buildings: Mexico: 52. Mexico City: UNEP-SBCI.

De Buen O., N. J. I., Hernández P. 2018. Análisis del impacto de las Normas Oficiales Mexicanas de Eficiencia Energética en el ingreso-gasto del sector residencial de México a partir de datos de INEGI (1990-2016). In C. N. p. e. U. E. d. l. Energía (Ed.), Vol. 6: 15. CDMX: Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía.

De Buen O., N. J. I., Jaime E.J. 2017. Resultados relevantes relativos a eficiencia energética del Módulo Hogares y Medio Ambiente de la Encuesta Nacional de los Hogares de INEGI, 2015. In C. N. p. e. U. E. d. l. Energía (Ed.), Cuadernos: 8. CDMX: Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía.

Ibargüengoitia D. Industria del aire acondicionado en México crece al 7 % anual, Vol. 2020: Pulso PyME.

Macías J, T. C., Campbell E, Almaguer H. 2014. Prospectiva del Programa de Ahorro Sistemático Integral en Mexicali, Baja California, México. INGENIERÍA MECÁNICA TECNOLOGÍA Y DESARROLLO, Vol. 4 (No. 4 (2013)): 5.

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