La alternativa sostenible al aire acondicionado: no consume energía y reduce la temperatura interior en 4 ºC

En un mundo en el que cada vez tendemos más a temperaturas inusualmente altas, el aire acondicionado difícilmente se pueda convertir en una solución. Y es que a medida que se calienta el planeta, el uso generalizado de este tipo de aparatos sólo van a hacer que el calentamiento global se acelere debido a su alto consumo de energía y a su uso de refrigerantes de hidrofluorocarbonos, que son potentes gases de efecto invernadero. 

Según explicó en una entrevista Mark Radka, jefe de la Subdivisión de Energía y Clima del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), si seguimos a este ritmo, se espera que las emisiones provenientes de la refrigeración y el aire acondicionado se duplique para 2030 y se tripliquen para 2050. “En este momento, cuanto más nos enfriamos, más calentamos el planeta”, advirtió.

La necesidad de entornos frescos se antojan imprescindibles, en especial en aquellas regiones en las que las temperaturas serán difícilmente soportables como las regiones tropicales o países mediterráneos como España. Sin embargo, tal y como advierten los expertos, es necesario buscar alternativas sostenibles a los aires acondicionados, algo que será fundamental para no retroalimentar el proceso de calentamiento global. 

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Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad McGill, la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y la Universidad de Princeton ofrece una solución alternativa utilizando la arquitectura. Se trata de un método, aseguran sus creadores, mucho más económico y sostenible al enfriamiento mecánico en climas cálidos y áridos, y una forma de mitigar las peligrosas olas de calor durante los apagones eléctricos. 

Para crear esta solución, los investigadores se propusieron alcanzar un nuevo hito en la refrigeración pasiva dentro de los edificios acondicionados de forma natural en climas cálidos como el sur de California. Para ello, se valieron de materiales de refrigeración radiativa diurna, que se suelen usar para evitar el sobrecalentamiento de las superficies externas de los tejados. 

Ahora bien, el objetivo fue utilizar estos mismos materiales para rechazar pasivamente el calor del interior de los edificios. “Existe un potencial sin explotar para integrarlos más plenamente en el diseño arquitectónico, de modo que no sólo puedan rechazar el calor interior al espacio exterior de forma pasiva, sino también impulsar cambios de aires regulares y saludables”, señalan los autores de la investigación. 

Con ese fin, los investigadores instalaron dos cajas aisladas en un clima cálido y seco como el de Topanga Valley, en California, ambas con una vista abierta al cielo. La primera tenía una masa térmica interna, una fuente de calor interna y dos chimeneas de ventilación orientadas hacia arriba. En esta caja, señalan, la ventilación se produjo cuando la presión de flotabilidad era negativa, esto es, cuando la temperatura interior era más cálida que la exterior. 

Gráfico del funcionamiento de las cajas. Cell

La otra caja tenía la misma masa térmica y fuente de calor interna, pero el techo era una placa de aluminio sin aislamiento con un material de enfriamiento radiativo diurno pegado a su superficie superior. La parte inferior del radiador estaba directamente acoplada al interior por convección natural. Además, añaden, su cara orientada hacia el cielo tenía encima un protector transparente a los infrarrojos para limitar el calentamiento convectivo desde el exterior, el protector contra el viento estaba sellado y los bordes del radiador estaban recubiertos de desecantes para eliminar la condensación superficial. 

El resultado del estudio, publicado en la revista Cell Reports Physical Science, muestra que es posible enfriar un edificio con ventilación natural en hasta 3,9 ºC por debajo de la temperatura exterior media dominante y 8,9ºC por debajo del estándar de referencia utilizando un techo sin aislamiento.

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"Descubrimos que podíamos mantener la temperatura del aire varios grados por debajo de la temperatura ambiente predominante, y varios grados más por debajo de un ‘patrón oro’ de referencia para la refrigeración pasiva", explicó en un comunicado Remy Fortin, autor principal y doctorando de la Escuela de Arquitectura Peter Guo-hua Fu. 

Y añadió: "Lo conseguimos sin sacrificar los saludables cambios de aire de ventilación. Se trataba de un reto considerable, teniendo en cuenta que los intercambios de aire son una fuente de calentamiento cuando el objetivo es mantener una habitación más fría que el exterior”. 

Ahora, los investigadores esperan que los hallazgos sirvan para influir positivamente en las comunidades que más sufren el calentamiento climático y las olas de calor. "Esperamos que estos resultados interesen a científicos de materiales, arquitectos e ingenieros, y que nuestro trabajo inspire un pensamiento más holístico sobre cómo integrar los avances en materiales de refrigeración radiativa con soluciones arquitectónicas sencillas pero eficaces", declaró Salmaan Craig, investigador principal del proyecto y profesor adjunto de la Escuela de Arquitectura Peter Guo-hua Fu.