Pasado griego
La primera utilización conocida de un ingenio propulsado por vapor data de la Antigua Grecia. Atribuida al inventor alejandrino Herón, la eolípila consiste en una bola hueca llena de agua con dos tubos por los que sale el vapor cuando el líquido se somete a ebullición, girando sobre sí misma. Aunque en su época queda como una curiosidad científica casi mágica, supone una proto-caldera de vapor que transforma la energía del calor en movimiento cinético.
Controlando la presión
Tras dieciocho siglos de tímidos avances, en 1769 el físico francés Denis Papin aprovecha el concepto de las calderas de vapor, utilizadas antes del siglo XIX para limpiar y teñir ropas, y crea ‘Marmita’. Este caldero de 150 litros de agua cuenta con una válvula con la que regular la presión del vapor. Perfecta para la cocción rápida de alimentos, se hace popularmente conocida con el nombre de ‘olla a presión’. Su capacidad para controlar la fuerza del vapor de agua servirá de inspiración para diferentes tipos de calderas de los siguientes siglos.
Revolución Industrial
El escocés James Watt desarrolla, entre 1763 y 1775 en su propia fábrica, la primera máquina accionada de forma práctica con vapor de agua. Resultará fundamental para esta primera Revolución Industrial, en el propio Reino Unido y en el resto del mundo. Se utilizará para mover grandes máquinas en las fábricas, trasladar materias primas o exportar productos por medio de los ferrocarriles y barcos.
Calefacción central a carbón
El siguiente paso es utilizar las calderas para la calefacción de los hogares de las ciudades. El nuevo siglo XX trae consigo las primeras calderas de carbón comunitarias en las ciudades, para calefacción y ACS. Superando el calentamiento de las casas mediante chimeneas, son todo un hito y origen de las icónicas nubes de vapor de las alcantarillas de Nueva York. Pero en realidad es una solución destinada sólo a edificios de cierto nivel económico y la distribución del calor es bastante irregular (excesivo en los pisos inferiores y escaso en los superiores).
Auténtico calor doméstico
La verdadera revolución llega con las calderas individuales de gas y gasóleo. También conocidas con el nombre de ‘calderas atmosféricas’, su origen se remonta al diseño de Johann Vaillant, en la Alemania de 1894. Haciendo uso de unos quemadores de gas, calienta el agua “de forma limpia y segura” en un tubo cerrado, evitando los gases nocivos. Más tarde, en los años 60 y 70, las bombonas de butano popularizan de forma económica la calefacción en el hogar.
A pesar de sus grandes ventajas, su eficiencia es tan solo del 75% de la energía y, además, la combustión abierta expulsa al aire monóxido de carbono.
Máxima eficiencia
Buscando aumentar el rendimiento energético, los sistemas de calefacción han ido adaptándose y reinventándose. Las calderas atmosféricas dan paso a las estancas, donde la combustión está situada en una zona aislada del exterior mediante unos tubos de entrada de aire y salida de gases. Esta reutilización del calor les permite alcanzar entre un 90-95% de eficiencia, a la vez que reduce su contaminación.
El siguiente paso, las calderas de condensación, permite alcanzar 105% de eficiencia gracias a un menor consumo de combustible y al aprovechamiento de la energía de condensación del vapor de agua.
Reto de la descarbonización
Las calderas del futuro más cercano deben evolucionar para limitar al máximo la emisión de CO2 a la atmósfera. En este reto, además de la captación de gases mediante la condensación, el camino pasa por el uso de energías más sostenibles como biogás e hidrógeno (H2). Los objetivos de descarbonización mundial también pasan por la calefacción de tu hogar.
