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Toronto utiliza agua fría del Lago Ontario para enfriar más de 40 millones de pies² con un sistema subterráneo que reduce la energía y elimina los chillers tradicionales.
En operación desde 2004, el sistema Deep Lake Water Cooling (DLWC) de Enwave Energy Corporation ha transformado el centro de Toronto en uno de los ejemplos más avanzados de climatización urbana del mundo al utilizar agua fría captada en las profundidades del Lago Ontario como fuente primaria de enfriamiento. La propuesta reemplaza una parte relevante de los sistemas convencionales basados en compresores por una solución que aprovecha la estabilidad térmica natural del lago en grandes profundidades.
Según los datos operativos de la propia Enwave, el sistema atiende hoy a 200 edificios, cubre más de 40 millones de pies cuadrados de área construida y distribuye agua helada por cerca de 40 kilómetros de tuberías subterráneas. Con la expansión puesta en marcha en agosto de 2024, la infraestructura ganó un 60% más de capacidad, reforzando la escala de una red casi invisible que transforma el Lago Ontario en una verdadera planta de frío para la ciudad más grande de Canadá.
El sistema utiliza agua a decenas de metros de profundidad para generar enfriamiento urbano a gran escala
El principio físico del DLWC se basa en algo simple: el agua en profundidad en el Lago Ontario mantiene temperaturas significativamente más bajas que la superficie, generalmente cercanas a 4 °C, debido a la estratificación térmica natural.
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Para acceder a este recurso, el sistema utiliza tuberías que se extienden por kilómetros lago adentro hasta alcanzar regiones profundas. Esta agua fría es entonces captada y conducida hasta una estación de intercambio térmico en la ciudad.
Importante: el agua del lago no circula directamente por los edificios. En su lugar, pasa por intercambiadores de calor, donde transfiere su baja temperatura a un circuito secundario de agua limpia, que es entonces distribuido a los edificios conectados a la red.
Este proceso evita la contaminación, reduce las pérdidas y permite un control preciso de la climatización.
La tecnología elimina compresores y reduce drásticamente el consumo de energía
En los sistemas convencionales de aire acondicionado, el enfriamiento depende de compresores que consumen grandes cantidades de electricidad para extraer calor del ambiente.
No DLWC, este processo é substituído por um mecanismo passivo: o frio já existente na água do lago faz o trabalho que normalmente exigiria máquinas intensivas em energia.
De acordo com a Enwave Energy Corporation, isso resulta em uma redução significativa no consumo energético associado à climatização, além de diminuir a necessidade de manutenção e o uso de refrigerantes químicos.
O sistema também reduz emissões de gases de efeito estufa ao evitar a geração elétrica adicional que seria necessária para operar chillers tradicionais.
Infraestructura subterránea conecta hospitales, hoteles y centros de datos en una única red térmica
La red de distribución del DLWC funciona de manera similar a un sistema de agua o energía eléctrica, pero orientada exclusivamente al enfriamiento.
Tuberías enterradas bajo las calles de Toronto transportan agua fría hasta edificios conectados, donde unidades internas realizan el intercambio térmico con los sistemas de climatización locales.
Entre los principales usuarios están:
- hospitales, que requieren un control riguroso de temperatura
- centros de datos, que necesitan disipar grandes cantidades de calor
- hoteles y edificios comerciales de gran tamaño
Esta integración permite que múltiples estructuras compartan una única fuente de enfriamiento, aumentando la eficiencia global del sistema urbano.
Sistema aprovecha un recurso natural estable y disponible 24 horas al día
A diferencia de fuentes renovables como solar y eólica, que son intermitentes, el enfriamiento por agua profunda presenta una ventaja importante: estabilidad continua.
La temperatura del agua en grandes profundidades del Lago Ontario varía muy poco a lo largo del año, lo que garantiza un suministro constante de frío independientemente de las condiciones climáticas.
Esto significa que el sistema puede operar 24 horas al día, 7 días a la semana, sin depender de sol, viento o variaciones estacionales.
El proyecto también mejora la eficiencia del sistema de agua potable de la ciudad
Un aspecto adicional del DLWC es su integración con el sistema de abastecimiento de agua potable de Toronto.
El agua extraída del lago para refrigeración también puede ser utilizada en el proceso de tratamiento y distribución de agua de la ciudad, creando una sinergia entre infraestructura energética y hídrica.
Esta integración reduce redundancias y aumenta la eficiencia general del uso de recursos, algo cada vez más relevante en grandes centros urbanos.
Modelo puede ser replicado en otras ciudades con acceso a grandes cuerpos de agua
El éxito del sistema en Toronto abrió camino para proyectos similares en otras regiones del mundo.
Ciudades ubicadas cerca de lagos profundos u océanos con un gradiente térmico adecuado pueden adoptar soluciones similares, siempre que haya viabilidad técnica y económica.
Ejemplos incluyen iniciativas en universidades, como Cornell, y redes urbanas en ciudades europeas que utilizan agua de mar para refrigeración distrital.
Limitaciones incluyen costo inicial elevado y dependencia geográfica
A pesar de las ventajas, la implementación de sistemas como el DLWC enfrenta desafíos importantes. El principal de ellos es la inversión inicial necesaria para construir la infraestructura de captación, intercambio térmico y distribución.
Además, la tecnología depende de condiciones geográficas específicas, como acceso a cuerpos de agua profundos y fríos, lo que limita su aplicación a determinadas regiones.
El caso de Toronto demuestra un cambio de paradigma en la forma en que las ciudades pueden lidiar con la energía y la climatización.
En lugar de depender exclusivamente de sistemas mecánicos y combustibles, la ingeniería pasa a incorporar características naturales del entorno como parte de la infraestructura energética. El lago deja de ser solo un elemento geográfico y pasa a actuar como componente activo de la ciudad.
¿Cree que las ciudades costeras pueden transformar océanos y lagos en sistemas de climatización urbana?
La utilización de agua profunda para refrigeración urbana plantea una cuestión relevante para el futuro de las ciudades.
Con el aumento de las temperaturas globales y de la demanda por climatización, soluciones que utilizan recursos naturales pueden ganar espacio como alternativas más eficientes y sostenibles.
¿Hasta qué punto los océanos y lagos pueden convertirse en parte de la infraestructura energética de las ciudades modernas?
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