Lograr la máxima eficiencia energética en los edificios conforme a la nueva normativa europea (EPBD) requiere controlar la temperatura interior. Los edificios más eficientes cuentan con sistemas de ventilación con recuperación de calor que facilitan la renovación del aire sin apenas pérdida de temperatura. La incorporación de componentes de polipropileno expandido (EPP) en los sistemas de ventilación con recuperación de calor optimiza la fabricación y el rendimiento de estos sistemas HVAC, reducen las emisiones de carbono y permiten alcanzar los estándares más altos de eficiencia.
Qué es un sistema de ventilación con recuperación de calor y por qué es obligatorio
La ventilación con recuperación de calor (VRC), también llamada ventilación mecánica controlada (VMC) es un sistema que cumple dos funciones: climatizar y renovar de aire sin perder la energía térmica (calor o frío) en el proceso.
En los últimos años la normativa europea se endurecido para lograr un parque de edificios más eficientes, reducir la obsolescencia programada de aparatos de difícil reparación y proteger el derecho de los ciudadanos a la reparación de sus equipos domésticos.
Este viraje obliga a los fabricantes a buscar materiales más eficientes, más ligeros y con propiedades técnicas que optimicen las prestaciones de sus equipos HVAC.
Funcionamiento básico del sistema de recuperación de calor
El recuperador de calor en un sistema de ventilación extrae el aire viciado, húmedo o con olores de las zonas húmedas de la vivienda (cocina, baños, aseos) y lo repone en las ‘zonas secas’ (salón, dormitorios) por aire limpio y fresco del exterior.
Ambos flujos de aire coinciden en conductos separados dentro del recuperador de calor sin llegar a mezclarse. Solo se ‘recupera’ la temperatura del aire saliente (calor en invierno, frío en verano) a través de unas finas placas conductoras.
Este ciclo de recuperación térmica reduce el esfuerzo energético necesario para mantener la temperatura en los interiores climatizados.
¿Por qué la hermeticidad es un factor crítico en los recuperadores de calor?
Por pura física, los fluidos tienden a disiparse y perder temperatura. De ahí que evitar las fugas de aire sea una premisa crítica en los sistemas de ventilación mecánica con recuperación de calor. Aunque menos frecuente en nuestro país, también pueden denominarse por sus siglas en inglés, HRV (Heat Reclaim Ventilation) o ERV (Energy Recovery Ventilator).
Una arquitectura deficiente del recuperador, con múltiples juntas y distintos componentes adhesivados o atornillados, aumenta el riesgo de fugas de aire durante el funcionamiento.
Pueden ser pequeñas fugas (<5% del caudal), cuyo impacto será poco notable, o mayores (5–15%), con una pérdida apreciable en la recuperación de calor y el consiguiente aumento del consumo de calefacción o refrigeración.
En casos de avería severa en el proceso de impulsión y extracción, o una deficiente estanqueidad, las fugas pueden superar el 15–20% del caudal. En estas circunstancias la eficiencia térmica puede sufrir una pérdida de hasta el 40% respecto al rendimiento esperado.
La hermeticidad del intercambiador garantiza una excelente eficiencia energética y un total control de la calidad del aire interior, independientemente de las condiciones exteriores (contaminación, episodios de calima…)
El desafío técnico: lograr hermeticidad sin multiplicar juntas y ensamblajes
Tradicionalmente la hermeticidad en los recuperadores de calor se conseguía ensamblando diversos componentes. Esta configuración con múltiples juntas y ensamblajes multiplica las posibilidades de fugas de aire.
Cuando esa hermeticidad es deficiente se produce una contaminación cruzada o leakage, es decir, los dos flujos de aire se mezclan. Esto reduce la capacidad real de transferencia térmica del flujo, comprometiendo la eficiencia térmica del sistema.
Desde el punto de vista los usuarios se añade otro riesgo: el aire no se renueva de forma adecuada. Esto da lugar a malos olores, sensación de atmósfera cargada o un peligroso aumento de la humedad interior.
En Knauf Industries desarrollamos piezas técnicas y componentes para HVAC adaptados a las necesidades del diseño de equipos que maximizan la estanqueidad. Por eso somos lideres en la transición energética dentro del sector HVAC.
EPP en unidades de recuperación de calor
El uso de componentes con materiales avanzados, como el polipropileno expandido (EPP), en los recuperadores de calor, optimiza el aislamiento térmico y la hermeticidad del sistema.
Así el fabricante puede garantizar al cliente que disfrutará de aire templado en invierno y fresco en verano con un ahorro energético significativo.
Materiales tradicionales vs. EPP: comparativa de hermeticidad
Construir unidades de recuperación de aire sin polipropileno expandido (EPP) es ahora casi imposible por los estrictos requisitos de hermeticidad que dicta la Unión Europea. Con años de experiencia en el desarrollo de componentes HVAC, Knauf Industries ayuda a los fabricantes a cumplir con estos exigentes estándares.
Sobremoldeo o insertos metálicos para refuerzo estructural
El EPP posee una alta resistencia mecánica, aunque menor que la del metal en láminas. Esto puede suponer un problema en situaciones de uso intensivo a alta potencia. Para superar ese problema se recurre a la optimización mediante el sobremoldeo de metal o con insertos metálicos.
Para una densidad típica de 60 g/L, un inserto puede soportar hasta 60 kg por punto, ofreciendo opciones de diseño robustas y versátiles.
Tabla comparativa: acero galvanizado, metal, ABS y EPP
Las soluciones en metal son robustas y bien conocidas por los fabricantes. Su punto débil es la necesidad de ensamblar varias piezas con sus correspondientes juntas.
Las innovadoras soluciones en materiales plásticos como el ABS y el EPP aportan ligereza y formas integradas (sin juntas). Dentro de estos materiales plásticos, el EPP confiere la máxima ligereza, aislamiento térmico y acústico, absorción de vibraciones y agilidad de ensamblaje y desmontaje.
Rendimiento de los distintos materiales en los sistemas de ventilación con recuperación de calor
| Acero galvanizado | Aluminio | ABS | EPP | |
| Peso | Muy pesado | Pesado | Ligero | Muy ligero |
| Coste | Bajo | Alto | Medio | Medio |
| Aislamiento térmico | Bajo (conductor térmico) | Bajo (conductor térmico) | Medio | Excelente (baja conductividad) |
| Aislamiento acústico | Bajo | Bajo | Medio | Excelente |
| Resistencia a impactos y vibraciones | Buena, pero puede deformarse permanentemente | Buena, según espesor | Buena | Excelente (memoria de forma) |
| Resistencia a humedad | Buena (con revestimiento) | Excelente | Excelente | Excelente |
| Hermeticidad | Buena (con juntas) | Buena (con juntas) | Buena (sin juntas) | Excelente (sin juntas, ajuste clic to fix) |
| Facilidad de fabricación | Varias fases | Varias fases | Rápido por inyección | Rápido por moldeo |
| Facilidad de instalación/desmontaje | Baja (más pesado y piezas ensambladas) | Media (menos pesado, pero piezas ensambladas) | Buena | Excelente (ligero y componentes sin adhesivar) |
| Reciclabilidad | Media | 100% | Buena | 100% |
Intercambiadores de aire en EPP, hermeticidad superior garantizada en HVAC
Para alcanzar los objetivos de edificios de consumo energético casi nulo, los recuperadores de calor deben rozar rendimientos térmicos superiores al 90%. Aquí es donde los componentes de EPP suponen una ventaja definitiva.
Moldeo en una sola pieza: eliminación de juntas
A diferencia de los intercambiadores tradicionales que se fabrican con varias piezas metálicas unidas, los intercambiadores de aire con recuperación de calor en EPP constan de un único componente (sin juntas). De esta forma desaparece el riesgo de que queden juntas mal selladas que puedan dar origen fugas del flujo de aire.
Al presentar una conductividad térmica muy baja se minimizan las pérdidas de energía en el flujo de aire.
Ajuste sin adhesivos
Además de su alta resistencia mecánica y su baja conductividad, el EPP presenta otras propiedades de gran utilidad para el fabricante.
Su elasticidad y memoria de forma, junto a la estabilidad dimensional de este material, permiten un ajuste hermético mediante el sistema clic to fix, sin adhesivos, ni atornillado. Este ajuste hermético se mantiene incluso después de retirarlo reparar averías o reemplazar otros componentes.
Ventajas técnicas adicionales del EPP en sistemas de ventilación con recuperador de calor
Reducción de costes en el ensamblaje
Para el fabricante es esencial poder anticipar la posición y las rutas para las conexiones eléctricas y los sensores. La suavidad y la flexibilidad de moldeo del EPP permiten incorporar de forma fácil canales para cables con rebajes, y asegurarlos sin necesidad de herramientas adicionales.
Estos detalles de fabricación reducen significativamente el tiempo de ensamblaje en la línea de producción. Se mejoran así los costes por unidad y la eficiencia en planta.
Además, las piezas técnicas para sistemas de ventilación con recuperación de calor fabricadas en EPP permiten reducir el uso de otros materiales y componentes.
Esto supone también un ahorro en el total de costes de producción para el fabricante del sistema HVAC.
Durabilidad y fácil reparabilidad
El cliente final ya no solo mira el precio en el momento de compra. Valora también la facilidad de mantenimiento y la posibilidad de reparar en caso de avería, dos factores que alargan el ciclo de vida de estos equipos y reducen el coste final por hora de uso.
Los componentes en EPP se desensamblan con facilidad sin alterar la hermeticidad. Esto permite a los técnicos de mantenimiento un fácil acceso para limpiar los filtros y, si fuera necesario, reemplazar componentes.
Ligereza de los equipos HVAC
El EPP está compuesto por células cerradas llenas de aire. Esta estructura aporta una gran resistencia con muy poco peso (hasta un 80% menos que una composición similar en metal). Este aligeramiento reduce costes logísticos y facilita la instalación.
Aislamiento acústico
Esa misma estructura basada en perlas llenas de aire reduce de forma notable el ruido del equipo durante su funcionamiento. Un factor muy importante de cara al cliente final, ya que los equipos de ventilación funcionan las 24 horas del día y el ruido puede llegar a ser molesto y hasta lesivo para el usuario.
Absorción de vibraciones
La elasticidad del EPP y su estructura llena de aire hacen que absorba de forma muy eficiente las vibraciones durante el funcionamiento. De esta forma se reduce el ruido y se minimizan el roce y deterioro de las piezas debido a esas constantes oscilaciones estáticas.
Knauf Industries: diseño de componentes EPP a medida para fabricantes HVAC
En Knauf Industries, nuestro objetivo es que nuestros clientes nos reconozcan como un socio innovador gracias al valor que aportamos a sus proyectos.
Para ello contamos con el ID Lab, un laboratorio de innovación y desarrollo con equipos técnicos de vanguardia y profesionales altamente cualificados. Este motor técnico y humano nos permite garantizar que los productos técnicos que desarrollamos cumplen con las especificaciones del cliente y las normas vigentes.
Nuestros procesos incorporan la simulación digital para acelerar el proceso de diseño, ahorrar en materias primas y contribuir a un uso más sostenible de los recursos.
Normativa europea que impulsa recuperadores de calor con EPP
El nuevo marco regulatorio europeo está volcado en la eficiencia energética, la descarbonización, la reducción de residuos y el alargamiento del ciclo de vida de los productos industriales. Incorpora, además, el derecho a la reparación y la gestión circular de los residuos a fin de ciclo.
En este contexto, los fabricantes han encontrado en los componentes de EPP para los sistemas HVAC de ventilación un sólido aliado para lograr esos objetivos.
Directiva EPBD 2024/1275
La última actualización de la Directiva de Eficiencia Energética de los Edificios 2024/1275 (por sus siglas en inglés, EPBD) marca la hoja de ruta en la transición hacia edificios más eficientes.
En esta estrategia contar con una buena ventilación preserva la eficiencia energética y garantiza la salubridad del aire en espacios interiores (en especial, los niveles de CO2 y otros gases y/o partículas potencialmente nocivas para las personas).
La Directiva introduce el concepto de Calidad Ambiental Interior (IEQ) y el de Calidad del Aire interior (IAQ), marcando plazos para la mejora de los sistemas de ventilación inteligente en edificios de uso no residencial. También se autorizan las inspecciones que lo garanticen.
El Reglamento de Ecodiseño 2024/1781
El Reglamento de Diseño Ecológico para Productos Sostenibles (ESPR) establece el marco para mejorar la eficiencia energética, la durabilidad, la reparabilidad y la circularidad de todos los productos y/o materiales comercializados en la UE.
Todos estos aspectos se mejoran de forma evidente al sustituir componentes metálicos por componentes moldeados en EPP.
Derecho a la reparación
La Directiva sobre el Derecho a la Reparación 2024/1799 establece que los aparatos eléctricos deben poderse desmontar de forma fácil para reparar averías o sustituir aquellas piezas que ya no funcionan. De esta forma se alarga la vida útil del equipo sin que se convierta en un residuo de forma prematura.
Los componentes de EPP se ajustan por el sistema clic to fix, facilitando su retirada de forma rápida y limpia.
Pasaporte Digital de Producto
El Pasaporte Digital de Producto (PDP) queda definido en el nuevo Reglamento de Ecodiseño para Productos Sostenibles (ESPR).
Fabricar componentes en EPP facilita no solo la reparación, sino su reciclaje al final del ciclo. Y al ser un monomaterial fácil de reciclar mediante reciclaje mecánico se mejora el perfil circular del producto.
Eficiencia energética: cómo los componentes EPP mejoran la etiqueta del equipo
El uso de componentes estructurales fabricados en polipropileno expandido (EPP) es una de las estrategias de ingeniería más eficientes para mejorar la eficiencia energética de los equipos HVAC y lograr la máxima calificación (A y A+).
Esto se logra por cuatro vías:
- Baja conductividad térmica. Esta propiedad inherente al EPP minimiza las pérdidas de temperatura en el intercambio de aire saliente y entrante. Es decir, permite que el recuperador conserve una mayor proporción de la energía recuperada y reduce el consumo de electricidad.
- Ajuste clic to fix. Este sistema de ajuste elimina las juntas y maximiza la estanqueidad. Se reducen así los puntos de posible fuga de aire y se garantiza que todo el aire fluye en su totalidad a través del intercambiador.
- Optimización de la potencia específica. A diferencia de las paredes internas de metal, que suelen ser rectilíneas, con remaches o aislamientos añadidos que generan turbulencias y pérdidas de carga, el moldeo en EPP permite incorporar canales de aire con geometrías fluidas, curvas aerodinámicas perfectas y superficies suaves. Se minimiza de esta forma la resistencia al paso del aire (pérdida de presión interna) lo que optimiza el rendimiento del motor.
- Reducción de condensaciones. El excelente ajuste de los componentes reduce la condensación en los conductos. A largo plazo, se evitan pérdidas energéticas asociadas a humedad y el deterioro de materiales.
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Preguntas frecuentes sobre componentes EPP en sistemas de ventilación con recuperador de calor
No es que el EPP sea ‘más hermético’ que el metal como material —ambos son impermeables al aire por sí mismos—, sino que permite moldear componentes unitarios que sustituyen a engranajes complejos con 15-20 piezas metálicas ensambladas (adhesivadas o atornilladas). Al desparecer las juntas y sustituirse por una única pieza que se ajusta mediante el sistema clic to fix por compresión desparece también esa vulnerabilidad a las fugas de flujo de aire
Para medir la hermeticidad o estanqueidad se realizan ensayos específicos en los que se somete a una presión determinada mediante un ventilador de ensayo, y se mide el caudal de aire necesario para mantener esa presión. Los equipos de máxima calidad registran valores de pérdidas de caudal nominal inferiores al 1-2%. Los de calidad media se quedan en un 3–5%.
La espuma de EPP ofrece un excelente aislamiento térmico (~40 mW/m/°K) y soporta temperaturas superiores a 90°C, lo que la hace ideal para los intercambiadores de calor de las bombas de calor.
La reducción de peso total dependerá de cada proyecto, aunque es considerable y puede llegar a alcanzar un 30-60% menos en comparación con diseños convencionales metálicos. Dependiendo de la densidad empleada en el EPP, puede ser entre 20 y 100 veces más ligero que el acero, y 10-30 veces más ligero que el aluminio.
Sí, se pueden incorporar insertos metálicos o recurrir al sobremoldeo para mejorar la resistencia mecánica de los componentes.
Cada proyecto se analiza de forma individual. No se puede establecer una densidad única para todas las carcasas.
Sí, Knauf Industries tiene una amplia experiencia en el desarrollo de proyectos customizados. Nuestro ID Lab cuenta con tecnología de simulación digital y equipos humanos de ingeniería industrial altamente capacitados para acometer desarrollos personalizados. Gracias a estas tecnologías aceleramos todo el proceso de diseño, ahorrando materias primas y contribuyendo a un uso más sostenible de los recursos.
La incorporación de componentes fabricados en EPP permite moldear componentes que reducen las pérdidas de flujo, optimizando el consumo eléctrico del sistema. Las excelentes propiedades de absorción acústica y amortiguación de vibraciones de este material reducen el ruido y hacen que estos aparatos sean muy convenientes en zonas con restricción acústica.
Los componentes para HVAC en EPP se acoplan a la unidad mediante el sistema clic to fix. Este ajuste mediante presión no requiere tornillería, ni adhesivos, y se puede retirar con facilidad para efectuar cambios o reparaciones. De esta manera se garantiza el derecho ciudadano a la reparación, evitando la obsolescencia programada por no poder reparar componentes o mecanismos averiados.
El desarrollo de cada proyecto se aborda de forma individualizada y el tiempo dependerá de su complejidad y no del material empleado. Es preciso contemplar distintas fases: análisis, prototipado, tests, diseño, fabricación del molde, prueba de fabricación y, finalmente, la fabricación en serie.
