Antecedentes patentados de SARACS

Cuando se demanda ACS y se deja correr el agua esperando a que ésta llegue a la temperatura deseada por el usuario, se produce un consumo innecesario, tanto de agua. como de energía.

Para evitar esta doble pérdida, tanto de agua como de energía, se han desarrollado diferentes soluciones sanitarias. La mayor parte de ellas se basa en el uso de un depósito recolector, en donde se recoge el agua que sale por el grifo mientras el ACS en el PC no alcance la temperatura adecuada. En este sentido, se destacan las siguientes soluciones:

1. Patente ES2059268 "Conjunto de ducha de ahorro de energía y agua".
2. Modelo de Utilidad ES1067104U "Conjunto para el aprovechamiento y ahorro del agua fría potable despreciada en el baño para el llenado de la cisterna del inodoro".
3. El documento ES2164823T3 "Instalación para calentar agua de la calefacción en circulación y agua sanitaria".
4. Patente ES2262440 "Sistema para ahorro de agua y energía aplicable en duchas o bañeras".

Todas ellas presentan el inconveniente de basar su funcionamiento en un depósito auxiliar. Tienen los siguientes inconvenientes:

1. Estos sistemas necesitan una instalación de tuberías y un depósito adicional. El uso de tuberías de recirculación/retorno de agua implica obras en las casas, en muchos casos costosas, tanto en molestias, como en tiempo y dinero o bien establecerlas desde el principio de su construcción.
2. El empleo de un depósito requiere ocupar un espacio en la vivienda o inmueble. No todos los inmuebles pueden disponer de este espacio dedicado al depósito.
3. El coste es elevado por la cantidad de material empleado y sobre todo por la cantidad de mano de obra necesaria además de tener que realizar obra en inmuebles ya construidos.
4. Por otro lado, tiene el inconveniente de que es posible que haya inmuebles en los que sea directamente imposible o muy difícil integrar.
5. En concreto, la Patente ES2262440 exige el uso de un calentador integrado con un depósito dotado de recirculación mediante bomba del agua fría al depósito hasta que se caliente. Este tipo de sistemas complica y encarece todavía más su instalación en viviendas ya construidas, además de necesitar una caldera especial.

Otro tipo de dispositivos son los acoplables externamente a grifos como, por ejemplo:

1. Patente ES2244358 "Dispositivo para ahorro de agua".
2. Documento ES2298039 "Sistema ahorrador de agua y energía".

Ambos proponen mandos accionables por el usuario.

En el primer caso, el dispositivo de ahorro bloquea la salida del agua del grifo hasta que el agua alcanza la temperatura requerida. Suelen presentar el problema de su mal funcionamiento, y adicionalmente el inconveniente de que, al estar bloqueada la salida de agua, no llega bien el agua caliente hasta el PC.

En el segundo caso, el sistema requiere de canalizaciones de retorno de ACS paralelas a las cañerías de suministro de ACS y agua fría, lo cual encarece la instalación, hace disuasoria la instalación en viviendas ya construidas y, además, obliga a una recirculación de ACS por todos los PC, se vaya o no a realizar consumo de ACS en ese PC. No se puede especificar que sólo se haga la recirculación sólo para ese PC, lo cual resta eficiencia al sistema.

Otras propuestas tienen también sus inconvenientes:

1. La Patente ES2368540 "Instalación sanitaria para ahorro de agua" propone una instalación basada en pulsadores / solicitadores que activan una válvula de recirculación. Si bien introduce un sistema de seguridad de desactivación por tiempo, requiere el uso constante de una bomba a la entrada del circuito de ACS, por ello este tipo de instalación reduce el consumo de agua a costa de incrementar el consumo eléctrico de forma considerable ya que la bomba está constantemente funcionando.
2. El documento ES2344822 "Sistema de ahorro de agua y combustible en el calentamiento de agua" donde se propone un sistema de ahorro de agua y combustible en el calentamiento de agua consistente en que al abrir el grifo del agua caliente inicialmente no salga agua, sino que se produce una recirculación temporal a través del calentador, mediante la puesta en marcha de una pequeña bomba colocada entre las tomas de agua caliente y fría de la propia caldera o calentador. Cuando se alcanza la temperatura deseada en la salida general del ACS para toda la instalación, se para la bomba y se abre una electroválvula que deja pasar el agua a la canalización ACS del resto del inmueble. El ahorro solo afecta al agua desperdiciada por el propio calentamiento de la caldera o calentador, desperdiciándose el agua contenida en el recorrido de la tubería de ACS hasta el PC y la necesaria para que se caliente la propia tubería de servicio.

En esta misma línea, la propuesta realizada en el documento ES 1074141 U "Dispositivo modular para el ahorro de agua", dispositivo que se intercala entre las tomas de agua o llaves de paso de entrada de agua al lavabo, pila, ducha o bidet y su grifo convencional y actúa de forma automática con el simple accionamiento del grifo, presenta el problema de que una vez accionado el dispositivo, sólo se detiene cuando el agua llega a la temperatura prefijada y los inconvenientes de instalar un dispositivo en cada toma de agua, o bien instalar un dispositivo en un cuarto con varias tomas, teniendo que accionar el dispositivo manualmente para optar al ahorro en el resto de tomas del entorno. Así mismo este dispositivo solo corta el flujo de agua caliente, por lo que para que sea efectiva la recirculación hacia la tubería de agua fría, el grifo debe permanecer cerrado ya que de otra forma no se produciría el ahorro deseado al perderse la recirculación parcialmente por el mismo.

Otro tipo de solución propuesta se puede ver en el Modelo de Utilidad ES 1065941 U "Instalación sanitaria para ahorro de energía y reciclaje de agua" donde cada grifo debe disponer de tres acometidas, una de suministro de agua fría, otra de suministro de agua caliente y una tercera para el retorno de agua caliente en el caso de que el agua no tenga temperatura seleccionada. Esta solución peca de gran complejidad estructural, al requerir de una nueva acometida y de grifería especialmente construida, por lo que sería muy costosa de aplicar, especialmente en viviendas ya construidas donde sería prácticamente inviable.

Existen otras soluciones, como la descrita en la Patente ES2219198 "Instalación y procedimiento para ahorro de agua" caracterizadas por que el circuito de agua fría opera a menor presión que el circuito de agua caliente, mediante el correspondiente reductor de presión que comprende un depósito intermedio de almacenamiento. La patente ES2059268, el Modelo de Utilidad ES1067104U, en el documento ES2164823 T3 y en la Patente WO2012/030201 A comparten el problema del depósito intermedio de almacenamiento, además de que la válvula bypass utilizada únicamente se activa por pulsado manual y se desconecta por temperatura, ocasionando otros problemas importantes. En caso de avería en la caldera o en caso de que esté apagada, o bien si el calentador es eléctrico y el agua que le queda en el termo está a menor temperatura que la temperatura de consigna de la válvula, el agua se queda recirculando continuamente.

También se produciría este efecto al cabo de un cierto tiempo en el 5 que el circuito de agua fría y el del circuito de la caliente quedarían a la misma temperatura, siendo casi imposible salir de este bucle de recirculación de agua, que impediría el correcto funcionamiento de la instalación y obligaría a una costosa reparación por parte de un especialista. O si se produjera una avería en la célula térmica, al no desconectarse la válvula por tiempo, se produce el mismo problema anterior de recirculación indefinida.

Una mejora de la anterior es la Patente ES2222848 "Mejoras introducidas en el objeto de la patente principal nº 200401458 por Instalación y procedimiento para ahorro de agua" donde se realiza la transferencia de agua del circuito de agua fría a un punto de la instalación aguas arriba del generador de agua caliente. En este caso, la solución presenta los siguientes inconvenientes:

1. Presenta una compleja instalación que veta su instalación en viviendas ya existentes.
2. Necesita una válvula de accionamiento exclusivamente manual, que puede producir graves problemas si al usuario se le olvida desconectar dicha válvula, o la deja accionada demasiado tiempo, ya que el circuito estaría recirculando el agua cada vez más caliente hasta que, tras un tiempo dado, tanto la cañería de ACS como la de retorno de agua fría alcanzaran la temperatura de corte de seguridad de la caldera o del termo-calentador (de hasta 90°C). En este caso, al abrir el grifo, el usuario recibiría el agua a una altísima temperatura, pudiendo ocasionarle graves quemaduras. Esto ocurriría igualmente con grifos termostáticos ya que, al mezclar el ACS con el contenido de la tubería de agua fría, al estar ésta a la misma temperatura que la de la caliente, saldría el agua igualmente a 90º. Además, se podrían originar costosas averías en la instalación por sobrecalentamiento y sobrepresión por desprendimiento de gases debido a la ebullición.

Las dos patentes anteriores comparten el problema de que se pierde presión en el circuito, originando que en ciudades donde exista poca presión en el suministro o en edificios altos probablemente estas instalaciones no funcionen o se pierda calidad en la presión del agua. Este sistema tiene como precondición que la presión de la red sea lo suficientemente elevada. Una solución consistiría en disponer de otra bomba auxiliar de presión para elevar la presión general de toda la red de distribución.

Además, en las ciudades normalmente la presión varía de invierno a verano, y para no tener que estar ajustando los reguladores y el presostato se tendría que poner el regulador de entrada a menos presión que la más baja del año, para que funcione igual en verano que en invierno, lo cual le añade serios inconvenientes a su funcionamiento. Por otro lado, estas soluciones intercalan su válvula entre el soporte y la grifería, ampliando el volumen ocupado por el conjunto del grifo original y generando molestias y problemas de seguridad para su uso cotidiano al invadir el espacio de los lavabos, bañeras o duchas.

La patente ES2387855 B1 “Instalación de agua fría y caliente para consumo” requiere un dispositivo empotrado en la pared que pueda ser activado manualmente cuando se desee la recirculación, lo cual lo convierte en un dispositivo automático activado manualmente. Si el usuario no quiere usarlo, o no se acuerda o no sabe para qué sirve dicha opción, no se activará el reciclado. Por otro lado, introduce un nuevo protocolo de trabajo que complica el uso del grifo, no hace transparente el dispositivo al usuario y no es realmente automático al tener que ser activado explícitamente.

La patente ES2482941 A1 “Sistema automático de recirculación de agua potable y método de funcionamiento” también está basada en un sistema que emplea una bomba de recirculación y presenta un dispositivo al que denomina módulo de actuación para cada PC o conjunto de PC. Este módulo de actuación emplea un sistema de control basado en sonda térmica, dos electroválvulas de corte y una de apertura junto con un detector de diferencia de caudal. El control parece bastante sofisticado al tener que tomar en cuenta tanto la temperatura de entrada del ACS como la diferencia de caudales. No se especifica cómo se realiza el control ni el algoritmo que presenta. Adicionalmente hay que colocar módulo de comunicaciones red que comunica todo el control con la instalación de domótica de la casa. El sistema es muy sofisticado y no tiene sentido realizar dispositivos de control específicos para el módulo de actuación cuando en muchas ocasiones las casas no disponen de instalaciones domóticas y, si las poseen, no son compatibles con dicho dispositivo.

Por otro lado, tantos sensores y electrónica específica los hace más caros y susceptibles de no poder ser reparados con dispositivos genéricos.