1. Expuesto por:
Pablo Tirado
22 de febrero de 2013

2. Federal Energy Management Program
U.S. Department of Energy
Reseña Técnica de Instalación
Diciembre de 1997

3. Índice
 Introducción
 Aspectos de Operación
 Ahorros Potenciales
 Instalaciones Existentes
 Requerimientos de Servicio y Mantenimiento
 Caso Estudiado
 Aplicabilidad
 Conclusiones

4. Introducción
 WhiteCap es un sistema de enfriamiento por aspersión
sobre la superficie de un techo, y es recomendable para
climas secos y calurosos.
 El sistema funciona primero enfriando el agua por
evaporación y radiación al rociarla sobre la superficie
del techo por la noche, y posteriormente el agua es
recolectada para su usarse en el enfriamiento del
edificio al día siguiente.

5. Introducción
 El sistema WhiteCap viene en tres distintas
configuraciones.
 En todas las configuraciones, el sistema de aspersión
de agua consiste en una cuadrícula de tuberías con
aspersores de agua convencionales instalados en la
superficie del techo, y conectados a un sistema de
bombeo y filtrado de agua.

6. Introducción
 Durante la fase de enfriamiento, el agua primero es
enfriada por evaporación durante su aspersión sobre el
techo, y posteriormente se sigue enfriando por efecto
de radiación.
 El agua se sigue recirculando por los aspersores hasta
alcanzar un rango de temperatura entre 45-50°F (7.2-
10°C), una vez alcanzado este rango de temperatura el
agua es almacenada para su uso en el enfriamiento del
edificio al día siguiente.

7. Introducción
 Diferentes Métodos para almacenar el agua enfriada y
para usarla en el enfriamiento del edificio resulta en
distintas configuraciones para el sistema WhiteCap.
 A continuación se van a mencionar las tres
configuraciones principales del sistema

8. Introducción (WhiteCapR)
 En esta configuración, el techo se construye para
permitir una capa de 3 pulgadas de altura de agua
sobre el techo en todo momento.
 Se intercalan paneles de polietileno de 4 pulgadas de
espesor sobre el agua con el propósito de aislar la capa
de agua durante el día.
 Los aspersores se instalan encima de los paneles y el
sistema de tuberías se encuentra debajo de la capa de
agua.

9. Introducción (WhiteCapR)
 El agua es bombeada a los aspersores desde la
superficie del techo.
 El agua rociada por los aspersores cae en los paneles, y
de ahí se filtra a la superficie del techo a través de las
articulaciones entre los paneles.
 El agua enfriada durante la noche se utiliza para enfriar
el edificio debido al gradiente de temperatura entre el
techo y el resto del edificio (conducción)

10. Introducción (WhiteCapR)

11. Introducción (WhiteCapT)
 En la configuración WhiteCapT, el agua enfriada
durante la noche es almacenada en un tanque.
 Al día siguiente, el agua enfriada es bombeada a un
serpentín con el propósito de enfriar una corriente de
aire.
 Algunas ventajas que tiene el sistema WhiteCapT
sobre el WhiteCapR consisten en poderse instalar en
edificios con techos que no estén perfectamente
nivelados y poder aislar el techo en forma
convencional.

12. Introducción (WhiteCapT)
 Otra ventaja consiste en no tener que aumentar la
carga de construcción del edificio al no almacenar el
agua en el techo.
 Sin embargo, el sistema WhiteCapT requiere de un
abanico, lo que aumenta su costo de operación.

13. Introducción (WhiteCapT)

14. Introducción (WhiteCapF)
 En esta configuración, el agua enfriada es almacenada
en un serpentín que se encuentra por debajo del piso
del edificio, ahorrándose el tanque de almacenamiento
de agua.
 El edificio se enfría debido al gradiente de temperatura
entre el piso y el resto del edificio.
 Sin embargo, para poder instalar este sistema, el
edificio debe estar diseño para ello.

15. Introducción (WhiteCapF)

16. Aspectos de Operación
 La buena operación de los sistemas WhiteCap
dependen principalmente de la temperatura del bulbo
seco del aire durante la noche, pero también dependen
de la temperatura del cielo durante la noche.
 La mínima temperatura teórica del agua que se podría
alcanzar únicamente con el enfriamiento por aspersión
sería la de bulbo húmedo, sin embargo el enfriamiento
por radiación permite bajar la temperatura del agua
por debajo de ese punto.

17. Aspectos de Operación
 El enfriamiento que puede proveer un sistema WhiteCap sobre el
edificio se puede estimar a partir de la siguiente ecuación:
 Q (Btu/ft2-hr) = 1.16*(Tcsr-Tdb)+ 1.68*(Tdb -Twb)+ 0.125*(Wa-Wb) (1)
 Donde
 Wa = (0.01*(Tcsr+460°F))4
 Wb = (0.01*(Tsky+460°F))4
 Tcsr = Temperature of the water
 before spray (°F)
 Tdb = Dry-bulb ambient air
 temperature (°F)
 Twb = Dry-bulb ambient air
 temperature (°F)
 Tsky = Sky temperature (°F)

18. Ahorros Potenciales
 Los sistemas WhiteCap permiten a los edificios
ahorrase entre el 30-60% de los costos de energía
utilizada para acondicionamiento.
 Estos ahorros dependen de las condiciones del clima,
por lo que se va a notar mejores ahorros en climas
secos que en húmedos.
 Este sistema incluso puede permitir utilizar
refrigeraciones de menor capacidad que la instalada en
un edificio sin WhiteCap.

19. Instalaciones Existentes

20. Requerimientos de Servicio y
Mantenimiento
 El aspecto principal de mantenimiento es mantener el
sistema de aspersión en buen estado.
 Para mantener el sistema de aspersión libre de
partículas, WhiteCap cuenta con sistemas de
filtración.
 Hasta la fecha no se ha requerido tratamiento de agua
para evitar el crecimiento de algas y bacteria debido a
que el agua no es expuesta a la luz solar por mucho
tiempo.

21. Requerimientos de Servicio y
Mantenimiento
 En las instalaciones existentes tampoco se ha
requerido tratar el contenido de dureza del agua para
evitar la formación de sarro en las tuberías, pero se
puede requerir en regiones con un alto contenido de
dureza.

22. Caso Estudiado
 La reseña describe un sistema WhiteCapT instalada en
un edificio de la Administración General de Servicios
en Nogales, Arizona.
 El edificio es de un solo piso y cuenta con un área
superficial en el techo de 8,340 ft2.
 A continuación se van a presentar imágenes, costos de
instalación y consumo de energía para este sistema en
particular.

23. Caso Estudiado

24. Caso Estudiado

25. Caso Estudiado

26. Caso Estudiado

27. Aplicabilidad de la tecnología
 Clima:Esta tecnología está orientada a climas secos,
por lo cual no es recomendada para climas húmedos.
En climas secos la capacidad de enfriamiento puede
llegar hasta 25 ton-horas/día por cada 1,000 ft2
 Techo: Si se planea instalar un sistema WhiteCapR, es
indispensable tener un techo perfectamente nivelado.
 Almacenamiento de Agua: Si se planea instalar un
sistema WhiteCapT, se debe considerar la capacidad
del tanque de agua, por lo general se requieren 2
galones por cada ft2 de techo.

28. Conclusiones
 Los sistemas WhiteCap son una tecnología muy
eficiente de ahorro de energía adecuada para climas
secos. La cual puede ser usada junto con sistemas
convencionales de enfriamiento mecánico
(refrigeración), e instalado correctamente requiere
poco mantenimiento. Sin embargo, la efectividad de
estos sistemas dependen fuertemente del clima.