El sistema de refrigeración por agua de un lago profundo (DLWC) de Toronto es el más grande del mundo. Así es como funciona.

Con solo minutos para el final del Juego 5 de las finales de la NBA de 2019, los Toronto Raptors agotaron un tiro en salto de 16 pies para tomar una ventaja de seis puntos. Apenas un alma estaba sentada o en silencio mientras los fanáticos vitoreaban al equipo hacia el primer campeonato de baloncesto de Canadá.

Pero la multitud llena también planteó un desafío. La Asociación Nacional de Baloncesto requiere que las arenas se enfríen entre 65 y 72 grados Fahrenheit. Y, si no se controla, es probable que los 20,144 asistentes a la arena produzcan un desastre sofocante que encienda las alarmas en la sede de la liga.

"La gente trae consigo mucho calor corporal", dijo Kyle Lamkey, director de ingeniería de la arena. "La refrigeración es probablemente una de las partes más críticas de nuestro edificio".

Pero a diferencia de otros lugares deportivos, el Scotiabank Arena no controla la temperatura con aires acondicionados. Toronto alberga el sistema de enfriamiento de agua de lago profundo (DLWC, por sus siglas en inglés) más grande del mundo.

Conceptualmente, la tecnología es relativamente simple. En lugar de depender de compresores y enfriadores que consumen mucha energía para disipar el calor de los edificios, DLWC utiliza agua del cercano lago Ontario para eliminar el calor.

El sistema se lanzó en 2004 con solo un puñado de clientes en la ciudad, pero ahora enfría más de 100 edificios del centro, desde el Ayuntamiento y el Hospital General de Toronto hasta hoteles e incluso una cervecería.

Enwave, la empresa propietaria y operadora del DLWC de Toronto, dice que el sistema ya ahorra 90 000 megavatios hora de uso de electricidad al año, aproximadamente lo suficiente para abastecer a una ciudad de 25 000 habitantes. Es tan popular que la ciudad casi ha alcanzado su capacidad y recientemente se comprometió a una expansión.

"Es una gran inversión", dijo Carlyle Coutinho, presidente de Enwave, sobre el próximo proyecto de $100 millones (CAD). Pero dijo que "sería un desafío seguir creciendo comercialmente sin aumentar la carga base".

El proceso de enfriamiento de Toronto comienza a unas 3,5 millas al sur de la ciudad ya 280 pies bajo el agua, en las profundidades del lago Ontario, donde el agua permanece fría durante todo el año. Primero, el agua ingresa a la ciudad a través de tres enormes tuberías, espaciadas aproximadamente a media milla de distancia. En la expansión planificada, se agregará una cuarta tubería para aumentar la capacidad en un 60 por ciento.

Una vez que el agua del lago llega a la ciudad, el sistema DLWC funciona a través de una serie de circuitos de agua. Hay un bucle que mueve el agua del lago; un circuito que mueve el agua dentro del centro de la ciudad; y bucles en cada edificio al que sirve el sistema. El agua se mueve por sí misma a través de estas tuberías usando relativamente poca energía.

Los sistemas comerciales tradicionales de enfriamiento de agua a menudo involucran torres que evaporan el agua como un medio para expulsar el calor. DLWC evita esa evaporación y Enwave estima que el sistema de Toronto ahorra aproximadamente 220 millones de galones de agua al año.

Otra forma en que el sistema de Toronto ahorra es mediante el uso de intercambiadores de calor en gran medida pasivos, en lugar de acondicionadores de aire y enfriadores que consumen mucha energía.

Los intercambiadores de calor transfieren calor, o frío, entre los circuitos de agua y están ubicados donde se encuentran esos circuitos de agua, en cada sitio del cliente y donde las tuberías de agua del lago se encuentran con las tuberías de la ciudad. El último intercambiador de calor utiliza la frescura del agua del lago para disipar el calor de los edificios del centro.

DLWC finalmente permite que los edificios consuman menos electricidad. Lamkey dice que Scotiabank Arena usa unos 3 millones de kilovatios-hora menos de electricidad al año que si se enfriara con métodos tradicionales, una reducción de alrededor del 70 por ciento. Si bien ocasionalmente necesita solicitar un exceso de enfriamiento de los enfriadores eléctricos de Enwave, dice que es raro.

La mayoría de las veces, el lago hace el trabajo.

Encontrar las condiciones adecuadas para un sistema DLWC no siempre es sencillo.

La ubicación es el primer obstáculo para que la tecnología sea factible. Gran parte de la costa este de los Estados Unidos, por ejemplo, tiene una plataforma oceánica poco profunda e inclinada que dificulta la colocación de un sistema a las profundidades necesarias. También debe haber suficiente demanda de enfriamiento para justificar un sistema.

Luego están los enormes costos iniciales. El sistema de enfriamiento de agua del lago de la Universidad de Cornell, el más grande y antiguo de los Estados Unidos, costó 58,5 millones de dólares. La inversión, sin embargo, "fácilmente ya se pagó sola", dijo Todd Cowen, ingeniero de la universidad, porque los costos de operación y mantenimiento son muy bajos.

El sistema de Toronto cuesta (CAD) $170 millones y, a diferencia de Cornell, Enwave necesitaba clientes. Lou Di Gironimo, gerente general de Toronto Water, dice que la pregunta era: "¿Sería esta una actividad económica sostenible?" Pero cualquier temor al fracaso duró poco. Comenzando con solo unos pocos clientes en 2004, la base de clientes de DLWC de Enwave se ha expandido rápidamente desde entonces.

DLWC no viene sin peligros potenciales. Alex Horne, ingeniero ambiental y experto en lagos, señala que si el agua más cálida y rica en nutrientes que proviene de los sistemas DLWC se libera demasiado cerca de la superficie del lago, puede provocar problemas como la proliferación de algas, incluidas las potencialmente tóxicas. variantes. Pero Horne, profesor emérito de la Universidad de California Berkeley, dice que la solución es bastante simple: descargar el agua más profundamente en un lago y a través de difusores en las tuberías. "Es una especie de sentido común", dijo. "Pero si eres un ingeniero de calefacción y refrigeración, no piensas en eso".

Hay mucho potencial para que la fuente de enfriamiento con agua siga creciendo, dijo Hermann Kugeler, de Makai Ocean Engineering, Inc., una empresa que diseña e instala tuberías para los sistemas. Agregó que también ha habido avances en el aire acondicionado de agua salada (SWAC), que utiliza el agua del océano en lugar del agua del lago como refrigerante.

Si bien es posible que no hayan proliferado en la escala de otros tipos de tecnologías amigables con el clima, los sistemas DLWC y SWAC ahora están en funcionamiento en docenas de lugares en todo el mundo, desde Hong Kong hasta Bahrein. "Creo que lo más importante es informar a la gente de que existe", dijo Kugeler. "La gente no sabe que es una opción".

Toronto ha celebrado el éxito de la ciudad, no solo en forma de ahorro de energía de DLWC y una expansión planificada, sino también con su equipo de baloncesto. Si bien el equipo terminó perdiendo por poco el Juego 5, cerró el título de la NBA de 2019 tres días después y le dio a Toronto su primer campeonato deportivo importante en más de un cuarto de siglo.

Para conmemorar, Coutinho hizo camisetas con el logo de la marca de la garra de los Raptors salpicado en el frente con las palabras: "Chillin' the Champs".

Aaron Steckelberg contribuyó a este despacho.

Una versión anterior de este artículo expresó erróneamente los ahorros de energía del sistema de Toronto. Son 90.000 megavatios-hora, no kilovatios-hora.

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