Las bombas de calor se están consolidando como una tecnología clave para la transición energética en el ámbito residencial, especialmente frente a los retos de la descarbonización y la reducción del consumo de combustibles fósiles. Su capacidad para extraer energía térmica del aire, suelo o agua y transformarla en calefacción eficiente ha convertido a estas soluciones en un elemento central para reducir emisiones de dióxido de carbono y optimizar el uso de la electricidad renovable. Sin embargo, para que estas ventajas se traduzcan en un desempeño real y constante en las viviendas, es fundamental evaluar y comprender la eficiencia energética de las bombas de calor en condiciones operativas diarias y reales. Esta evaluación revela los factores que afectan el rendimiento y abre la puerta a mejoras significativas en operación, configuración y políticas públicas. El consumo energético asociado a la calefacción representa aproximadamente el 30% del consumo total de energía a nivel global y es responsable de un porcentaje similar de las emisiones derivadas del sector energético.
Ante esta realidad, el uso de bombas de calor eléctricas ofrece una solución limpia y eficiente que puede cubrir una proporción creciente de la demanda térmica residencial. A pesar de que ya en 2021 se estimaba que estas bombas cubrían un 10% de la necesidad global de calefacción, su despliegue debe acelerarse considerablemente para alcanzar objetivos internacionales ambiciosos, que contemplan la instalación de cientos de millones de unidades para la próxima década. Uno de los principales desafíos radica en la brecha entre la eficiencia declarada por los fabricantes en condiciones controladas de laboratorio y la eficiencia realmente alcanzada en los hogares. Esta discrepancia se debe a múltiples variables, que incluyen fallas técnicas, configuraciones no óptimas, diferencias en las condiciones climáticas y la interacción humana con el sistema de calefacción. Estudios recientes sobre análisis de datos operativos han mostrado que un porcentaje importante de bombas de calor no alcanza los estándares internacionales de eficiencia energética, lo que ocasiona un aumento innecesario en el consumo eléctrico y, por ende, en los costos para los usuarios finales.
En un estudio pionero, se analizaron datos procedentes de más de mil bombas de calor distribuidas en viviendas de diez países de Centroeuropa, lo que constituye hasta la fecha la muestra más amplia de análisis en condiciones reales. Este análisis comprendió un periodo de seguimiento de dos años, durante el cual se recopilaron datos diarios de consumo eléctrico, producción térmica, temperaturas de entrada y salida, y parámetros operativos de los compresores, ventiladores o bombas auxiliares. Estos datos permitieron construir modelos estadísticos para evaluar el desempeño energético individual y colectivo de las bombas analizadas. Las bombas de calor analizadas se clasificaron mayoritariamente en dos tipos: las air-source heat pumps (ASHP) o bombas de calor aire-agua, y las ground-source heat pumps (GSHP) o bombas de calor suelo-agua. En general, se constató que las GSHP mostraban un mejor rendimiento energético que las ASHP, debido principalmente a la estabilidad y mayor temperatura de la fuente geotérmica en comparación con las variaciones del aire exterior.
Esta diferencia puede representar en promedio un 20% a favor de las bombas de calor geotérmicas. Más allá del tipo de tecnología, el estudio reveló una amplia variabilidad en la eficiencia dentro de cada categoría. Algunas bombas demostraron ser hasta tres veces más eficientes que otras bajo condiciones ambientales similares. Esta gran dispersión evidencia la existencia de problemas en la instalación, diseño, dimensionamiento o mantenimiento que afectan el desempeño real y que, si se abordan correctamente, permitirían un ahorro energético sustancial. Un aspecto importante es la correcta configuración del sistema, especialmente la curva de calefacción que determina la temperatura de suministro en función de la temperatura ambiente exterior.
Ajustar esta curva para mantener temperaturas de salida más bajas mientras se cumple la demanda térmica puede mejorar significativamente la eficiencia, acercándose a los límites teóricos establecidos por el ciclo de Carnot para compresores térmicos. Simulaciones realizadas con datos reales indican que reducir la curva en un grado Celsius puede mejorar la eficiencia estacional en un 0.1 aproximadamente y disminuir el consumo eléctrico hasta en un 2.6%. Este ajuste sencillo revela la importancia de que usuarios e instaladores tengan herramientas y conocimiento para afinar los parámetros operativos y así potenciar el rendimiento.
Otro punto crucial es el dimensionamiento correcto del equipo frente a la demanda térmica de la vivienda. La sobredimensión de la bomba de calor conduce a ciclos cortos frecuentes, que reducen la eficiencia y la vida útil del sistema, mientras que la subdimensión puede provocar insuficiencia para cubrir las necesidades térmicas, aumentando la dependencia de sistemas auxiliares. El análisis basado en la utilización real del compresor sugiere que entre un 7% y un 11% de los sistemas estudiados están sobrredimensionados, y cerca de un 1% subdimensionados, valores que superan reportes anteriores. Esto subraya la necesidad de desarrollar estándares y protocolos para la evaluación posterior a la instalación que integren datos operativos para mejorar el diseño y selección del equipo. Desde una perspectiva regulatoria y política, el estudio evidencia la urgencia de implementar normativas que contemplen la evaluación de las bombas de calor en condiciones reales post-instalación, en lugar de limitarse a certificaciones en laboratorio.
La falta de estándares claros que definan umbrales mínimos de eficiencia en operación ha generado una percepción errónea sobre el desempeño y, en ocasiones, ha dificultado la aceptación masiva de esta tecnología. Se recomienda que futuras políticas fomenten la vigilancia efectiva mediante soluciones digitales y conectividad que permitan monitorear remotamente el rendimiento, detectar desviaciones y brindar retroalimentación tanto a usuarios como a instaladores. La digitalización emerge así como una gran aliada para superar estos retos. La mayoría de las bombas de calor modernas están equipadas con sensores que registran parámetros operativos en tiempo real y pueden transmitir datos a plataformas centrales. Este potencial debe explotarse para complementar la gestión tradicional con análisis de datos avanzados, alertas tempranas de fallas y sugerencias automatizadas para optimización.
Además, la incorporación de algoritmos de inteligencia artificial podría facilitar diagnósticos personalizados y medidas proactivas, reduciendo costos y mejorando la experiencia del usuario. Sin embargo, para alcanzar estos beneficios es necesario también abordar aspectos relacionados con la privacidad, la estandarización de datos y la interoperabilidad entre marcas y modelos. La creación de ecosistemas digitales abiertos y seguros permitirá escalar las soluciones y consolidar la confianza de los usuarios, fortaleciendo la adopción generalizada y el impacto positivo en la reducción de emisiones. La formación y sensibilización de los usuarios representa otro pilar fundamental. Muchas veces, las ineficiencias operativas se deben a la falta de conocimientos sobre el funcionamiento adecuado y las posibilidades de configuración de las bombas de calor.
Capacitar a los propietarios para interpretar indicadores de desempeño y acceder a recomendaciones personalizadas puede marcar una diferencia notable en la eficiencia energética final. Asimismo, el papel de los instaladores y técnicos especializados es crucial. Se requiere elevar el nivel científico y técnico mediante programas de formación continua que incorporen los últimos avances en monitoreo, análisis de datos y métodos de optimización. Además, brindarles acceso a herramientas digitales de soporte facilitará diagnósticos precisos y soluciones eficaces, evitando errores comunes de dimensionado o configuración que comprometen el rendimiento. En conclusión, la eficiencia energética de las bombas de calor en edificios residenciales está determinada por una combinación de factores relacionados con el tipo de tecnología, configuración, dimensionado, mantenimiento y comportamiento de los usuarios.
El análisis de datos operativos reales proporciona una visión profunda y valiosa para cerrar la brecha entre la eficiencia teórica y la observada en campo, identificando áreas críticas de mejora. El futuro de la calefacción sostenible pasa por integrar sistemas inteligentes de monitoreo y control, optimizados según el contexto de la vivienda y hábitos de los usuarios. Las políticas públicas deben adaptarse a esta realidad, fomentando la digitalización y estableciendo estándares claros y aplicables en condiciones reales, que protejan al consumidor y preserven la viabilidad económica y ambiental. Sólo así será posible maximizar el potencial de las bombas de calor y avanzar hacia un parque residencial energéticamente eficiente, confortable y respetuoso con el medio ambiente.
