El gas natural se escapa de los sistemas de calentamiento de agua a través de fugas y porque el quemador no quema parte. Estas pequeñas ineficiencias pueden sumarse:las emisiones resultantes de metano, un poderoso gas de efecto invernadero, para los calentadores de agua en los Estados Unidos son potencialmente más de tres veces más altas de lo esperado, según un nuevo estudio de Stanford. Las buenas noticias, sin embargo, es que existen soluciones sencillas que se pueden aplicar en la mayoría de las economías del mundo.

"Estos electrodomésticos dejan escapar menos del 1 por ciento de su gas, pero también lo es la producción de gas natural en el extremo opuesto del sistema, y luego tenemos todas las tuberías y medidores con fugas en el medio, "dijo Rob Jackson, autor principal del estudio y profesor de ciencia del sistema terrestre en la Escuela de la Tierra de la Universidad de Stanford, Energía y Ciencias Ambientales (Stanford Earth). "Reparar las fugas de gas es un desafío iterativo. Para los calentadores de agua, Sabemos lo que tenemos que hacer."

Sistemas de gas natural, desde almohadillas para pozos hasta estufas, tienen fugas. El gas que se escapa a la atmósfera, ya sea por una válvula rota en una tubería o por los segundos en que un quemador aún no ha encendido la luz piloto, es 90 por ciento de metano. El metano es muchas veces más eficaz para atrapar el calor que el dióxido de carbono y es responsable de casi una cuarta parte del calentamiento de la atmósfera terrestre debido a todos los gases de efecto invernadero. Durante los últimos cinco a diez años, mucho trabajo se ha centrado en encontrar y reparar estas fugas.

"El gas natural desperdiciado de electrodomésticos en hogares y edificios comerciales es probablemente la causa menos conocida del cambio climático por el uso de gas natural, "dijo el autor principal del nuevo estudio, Eric Lebel, un doctorado estudiante del Departamento de Ciencias del Sistema Terrestre de Stanford.

Los investigadores se centraron en los calentadores de agua porque el agua caliente representa una cuarta parte del consumo de gas natural en el hogar promedio de los EE. UU. Que usa gas para agua caliente. cocinar y calentar. Los 58 millones de calentadores de agua de EE. UU. Que usan gas natural tienen fugas alrededor de 91, 000 toneladas de metano al año como gas sin quemar. Más de 20 años, dada la potencia mucho mayor del metano como gas de efecto invernadero que el dióxido de carbono, ese 91, 000 toneladas calienta la Tierra hasta 7,8 millones de toneladas de CO ₂ .

"Esa es una parte muy pequeña de las emisiones totales de EE. UU., pero es el equivalente a 1,7 millones de automóviles que conducen con gasolina durante un año, "explicó Jackson, quien también es investigador principal del Instituto Precourt de Energía de Stanford.

El estudio monitoreó calentadores de agua en 64 hogares en los condados de Santa Clara y San Mateo en California desde junio de 2018 hasta noviembre de 2019. Aunque se han realizado pocos estudios sobre fugas de metano por electrodomésticos, un estudio analizó los calentadores de agua de gas natural en California y estimó que las emisiones en todo el estado fueron de aproximadamente 5.4 mil millones de gramos. El nuevo estudio de Stanford, que incluye más mediciones de los pulsos de encendido y apagado en el tipo más nuevo de calentadores de agua sin tanque y más mediciones de las emisiones de la luz piloto de los calentadores de agua de almacenamiento convencionales, estima esa cifra para California en 17,7 mil millones de gramos. más de tres veces más.

Tanque de almacenamiento vs.sin tanque

El estudio encontró una diferencia muy significativa en las tasas de emisión entre esos dos tipos básicos de calentadores de agua a gas natural. El calentador de agua de gas natural convencional almacena agua caliente en un tanque. El otro, El tipo más nuevo de calentador no tiene tanque. Cuando se abre un grifo de agua caliente, el calentador de agua sin tanque enciende inmediatamente el gas para calentar el agua que fluye. Un número muy pequeño pero creciente de calentadores de agua de EE. UU. No tienen tanque. En Europa y Asia, alrededor de uno de cada cinco sistemas no almacena agua caliente. Globalmente Los sistemas sin tanque están creciendo a una tasa anual superior al 7 por ciento.

"Dado que se espera que continúe esa tendencia de crecimiento, pensamos que era importante comparar los dos modelos, ", dijo Lebel." En promedio, encontramos aproximadamente el doble de emisiones de metano de los calentadores de agua sin tanque que de los calentadores de agua de almacenamiento ".

Sin embargo, Los calentadores sin tanque son más eficientes. Queman menos gas natural por galón de agua caliente que los sistemas convencionales y, por lo tanto, producen menos dióxido de carbono. En total, Los calentadores de agua sin tanque emiten un 18 por ciento menos de gases de efecto invernadero que los calentadores de agua de almacenamiento.

Afortunadamente, porque los calentadores de agua sin tanque son cada vez más populares, especialmente en América del Norte, los nuevos modelos pueden rediseñarse para reducir las fugas de gas natural sin quemar. Cualquiera que haya estado cerca de un calentador de agua o un calentador de espacio cuando se enciende ha escuchado el estallido de la combustión al comienzo de un ciclo; aquí es cuando una ráfaga de gas natural escapa sin quemar. El metano también se libera cuando la unidad se apaga. Esto es cierto para ambos tipos de calentadores de agua.

Pero, para los calentadores sin tanque, los pulsos de encendido / apagado representan casi el 60 por ciento del metano emitido. Los modelos sin tanque se encienden y apagan cada vez que se abre y se cierra un grifo de agua caliente. El agua almacenada se calienta o recalenta periódicamente. Los investigadores sugieren que los pulsos de encendido / apagado de los calentadores de agua sin tanque se pueden reducir significativamente para reducir las fugas de metano sin reducir su rendimiento.

"Encontramos otras correcciones de diseño bastante simples, también, "dijo Jackson." Para calentadores con tanques, la mayor parte de la liberación de gas sin quemar proviene de la luz piloto cuando el calentador está inactivo. Las luces piloto estándar deben reemplazarse por encendedores electrónicos ".

El estudio también encuentra que se debe reconsiderar la creciente popularidad de los grifos monomando, independientemente del tipo de calentador.

"Con grifos monomando, las personas activan la extracción de agua caliente sin saberlo moviendo la manija hacia arriba y luego hacia el lado frío. O van por agua caliente, pero luego deciden que en realidad no están dispuestos a esperar. ", Dijo Jackson." Es una fuente simple pero inútil de emisiones de metano y CO ₂ que se multiplica todos los días ".