Los edificios de sanidad son fundamentales para la salud y el bienestar de nuestras comunidades, pero también son algunos de los mayores consumidores de energía en el entorno construido. ¿Cómo podemos permitir que nuestras instalaciones de salud funcionen en un futuro con emisiones de carbono positivas?
Para guiar a nuestras comunidades hacia un futuro de energía renovable, libre de emisiones y resistente al clima, Jonathan Ramajoo, líder nacional de atención médica de WSP, y Sean Holmes, socio técnico y líder de sostenibilidad de WSP con el Green Building Council of Australia (GBCA) discuten cómo podemos hacer la transición de edificios de atención médica a ser 100 por ciento electrificados.
Transicionando a un mundo positivo en carbono
Para frenar los efectos de los impactos del cambio climático, se necesita la transición a un mundo con carbono positivo. Como un gran consumidor de energía, es integral para el sector inmobiliario desarrollar un camino para la transición de nuestros edificios de uso intensivo de energía a un futuro libre de emisiones y energía renovable.
Desde el Acuerdo de París COP21 de 2015, la industria y todos los estados y territorios australianos han establecido objetivos de cero emisiones e implementado políticas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para 2050 en toda la economía.
En un análisis reciente de ClimateWorks, se encontró que el 37% de los gobiernos locales evaluados (que representan el 21% de la población australiana), tienen el objetivo de llegar a cero emisiones operativas y comunitarias, ya sea para o antes de 2050.
De manera similar, GBCA pronto lanzará su próxima generación de herramientas de calificación Green Star. Con un enfoque en facilitar un futuro carbono positivo para el entorno construido, uno de los nuevos requisitos para lograr una calificación de 6 estrellas será que un edificio esté completamente electrificado y alimentado al 100% con energías renovables.
Jonathan dice: “A medida que comenzamos a ver que se toman más acciones reales, tanto por parte del gobierno como de la industria, es hora de que comencemos a repensar nuestros proyectos y asegurarnos de que estos desarrollos sean viables en un mundo positivo carbono.
“Debido a la naturaleza crítica de las instalaciones de salud, es necesario que desarrollemos un camino hacia el carbono positivo. Esto garantizará que estos edificios puedan operar de manera eficiente en un futuro con emisiones de carbono positivas y al mismo tiempo proporcionar la infraestructura confiable que necesitan los hospitales ".
Sean dice: “Cada edificio agregado a nuestras existencias que no sea al menos neutral en carbono, aumenta la huella de carbono y envía a la sociedad en la dirección opuesta a la que debería dirigirse.
“Ahora estamos en un punto en el que ya no es suficiente reducir la cantidad de carbono operativo o comprometerse con un objetivo de cero emisiones de carbono para el 2050. Deberíamos utilizar el carbono positivo como punto de referencia ahora, en lugar del cumplimiento del código.
"Si una organización de nuestra industria realmente busca demostrar liderazgo, deberá ofrecer resultados positivos en materia de carbono mucho antes de 2050, al enfocarse en soluciones ahora y en un futuro a muy corto plazo".
Garantizando la resiliencia futura de los hospitales
Actualmente, hay aproximadamente 700 hospitales públicos y más de 600 hospitales privados en Australia. Si bien el gasto de capital sigue siendo fuerte para los nuevos desarrollos en infraestructura de salud, la resiliencia futura de los hospitales a lo largo del ciclo de vida extendido de estos activos es crucial.
Sean Holmes explica: "Dado que los edificios de atención médica son uno de los mayores consumidores de recursos en el entorno construido, todos los nuevos desarrollos deben basarse en una estrategia de carbono positivo en la fase de caso de negocios, o corren el riesgo de convertirse en activos varados en el futuro a mediano plazo".
Según GBCA, las instalaciones de salud utilizan al menos el doble de energía y alrededor de seis veces más agua por metro cuadrado que los edificios de oficinas comerciales. En consecuencia, estas piezas críticas de infraestructura serán uno de los edificios más importantes para lograr la neutralidad de carbono en funcionamiento.
“Estas instalaciones funcionan 24 horas al día, 7 días a la semana, alimentando equipos médicos especializados y con importantes demandas de calefacción, ventilación y aire acondicionado”, añade Sean. "Sin mencionar que la mayor parte de la infraestructura de salud existente está envejeciendo y no fue diseñada para la eficiencia energética o la electrificación futura".
Repensando el sistema HVAC
La solución más clara para que los edificios operen de forma neutra en carbono requiere una gran eficiencia energética en todos los elementos técnicos y espaciales del diseño del edificio. Esto implica la transición del combustible de gas a la electrificación, que puede ser impulsada al 100% por una combinación de energías renovables en el sitio y fuera del sitio.
Jonathan dice: “A medida que los mercados en todo el entorno construido comienzan a desarrollar una hoja de ruta para lograr la neutralidad de carbono para los edificios, el verdadero desafío es implementar tecnologías nuevas e innovadoras en las instalaciones de atención médica. Cuando las vidas de las personas están literalmente en juego, las soluciones de ingeniería que desarrollemos deben ser sólidas y confiables para garantizar que estos edificios puedan operar de manera segura.
“Sabemos que la infraestructura de servicios del edificio es uno de los servicios más integrales en un hospital y, tradicionalmente, el sistema de calefacción mecánica, el agua caliente sanitaria (ACS), la calefacción de espacios, los procesos de esterilización y la cocción se procesan típicamente con una planta de gas natural”.
Sean amplía: “El desafío ahora para los diseñadores de instalaciones de salud es eliminar el gas de los edificios e identificar soluciones sostenibles para abordar el objetivo de electrificación al 100%, donde la planta mecánica de HVAC y los generadores de agua caliente pueden depender de la electricidad y las energías renovables in situ. Los sistemas eléctricos en un contexto hospitalario funcionan de manera intrínsecamente diferente; no es tan simple como cambiar uno por otro ".
Jonathan agrega: “Al mirar con ojos de Future Ready, hemos desarrollado una solución particular que se enfoca en la eliminación de gas de la alimentación de estos sistemas de calefacción, aún tiene la capacidad de satisfacer la demanda máxima y lograr una alta eficiencia. Esta solución se está implementando en un nuevo desarrollo de hospital de agudos a gran escala que WSP está diseñando actualmente”.
Repensando la configuración de la planta
Los diferentes climas en Australia presentan desafíos únicos para la transición de combustibles de gas a electricidad. Los estados del sur, donde hay una mayor demanda de calefacción en invierno, plantean un desafío significativamente mayor. Sin un uso inteligente y eficiente de los sistemas térmicos y los diseños de edificios, las demandas pico de electricidad pueden ocurrir durante la noche en condiciones bajo cero y donde las demandas de calefacción son más altas.
Jonathan explica algunas soluciones inteligentes diseñadas por WSP, “Hemos utilizado sistemas y tecnologías confiables, pero los aplicamos en un enfoque de vida completa para desarrollar estrategias de optimización para una configuración óptima de la planta. Esto incorpora una combinación de almacenamiento térmico y serpentines de disipación de derrames ubicados en los vapores de aire de alivio y escape”.
El objetivo principal de esta configuración de planta es maximizar el uso de enfriadores refrigerados por agua de 4 tubos, que pueden proporcionar calefacción y refrigeración simultáneas. Esto aumenta la eficiencia de la calefacción térmica durante la temporada alta de invierno, al tiempo que mantiene la operación robusta requerida por un edificio de servicios agudos.
“Al reducir los requisitos espaciales de la planta central mecánica, las enfriadoras de 4 tubos se pueden utilizar para proporcionar el enfriamiento necesario debido a las altas eficiencias durante el verano, lo que puede reducir el tamaño de las bombas de calor alternativas enfriadas por aire necesarias para proporcionar el pico de demanda de calefacción en invierno”, añade Jonathan.
"Además, hemos tenido en cuenta el costo de la electricidad, los ciclos de mantenimiento y reemplazo en nuestra solución, adoptando un enfoque de costo optimizado para toda la vida útil para lograr el mejor resultado posible de carbono positivo".
Juntas, estas estrategias proporcionaron una vía eficiente para gestionar los riesgos críticos del cambio de combustible de gas a electricidad, tanto dentro de las operaciones del edificio como con la gestión de la carga sobre la red eléctrica.
Sean dice: “La implementación de una estrategia totalmente eléctrica será un factor clave para lograr un resultado totalmente renovable, a través de energías renovables dentro y fuera del sitio. Al implementar estas estrategias en conjunto, podemos lograr un resultado de carbono positivo".
Pasos clave para un resultado de carbono positivo
- Jonathan y Sean creen que la siguiente jerarquía de pasos es clave para lograr resultados positivos de carbono impactantes:
- Construcción súper eficiente: centrándose en la hermeticidad, el rendimiento térmico de las construcciones en la vida real, consideraciones pasivas para ventanas y cortinas
- Sistemas naturales: ventilación natural e iluminación natural, servicio limitado de áreas a solo aquellas que son necesarias
- Servicios de construcción totalmente eléctricos y súper eficientes: donde se necesitan servicios, seleccionando las opciones más eficientes posibles, junto con sistemas innovadores de recuperación de energía, que brindan los mejores resultados para toda la vida
- Estrategia de energías renovables: entregar la máxima energía renovable en el sitio posible, complementada con energías renovables fuera del sitio.
“El imperativo para el sector de la salud es claro”, dice Jonathan. “Dada su misión de proteger y promover la salud y el bienestar, el sector también tiene la responsabilidad de minimizar su huella de carbono y lograr la neutralidad de carbono antes de 2050. Esto representa una gran oportunidad para convertirse en un líder en descarbonización”.
