El sistema que enfría edificios sin usar aire acondicionado: baja la temperatura varios grados sin gastar energía

Las mejores soluciones en todos los ámbitos suelen combinar las enseñanzas del pasado con las tecnologías que moldean nuestro presente. En el caso de la refrigeración tanto de interiores como de exteriores, investigadores de todo el mundo han identificado un material ancestral como uno de los más prometedores para reducir el consumo de energía de la refrigeración: la terracota. Inventos recientes que enfrían habitaciones sin necesidad de usar electricidad gracias a la impresión 3D demuestran que la lucha contra el calor en países como España puede ser compatible con el cuidado del medio ambiente.  

Hace más de dos milenios, los egipcios ya abanicaban jarras porosas de agua para enfriar el aire. Muchos años después, este principio físico se demostró científicamente y decenas de investigadores, arquitectos y diseñadores trabajan en el desarrollo de soluciones basadas en la Cerámica de Enfriamiento Evaporativo (CEC, por sus siglas en inglés). Es un sistema pasivo que aprovecha las propiedades porosas del material para enfriar espacios o alimentos mediante la evaporación. Una de sus aplicaciones más prometedoras es TerraCool, una solución propuesta por dos estudiantes de la Escuela de Arquitectura Bartlett de la Universidad de Londres.

Dilara Temel y Lachlan Fahy son los creadores de este revolucionario sistema que pretende hacer frente a las islas de calor urbanas, cada vez más frecuentes en las grandes ciudades. Para ello proponen crear una suerte de oasis o ambientes térmicos confortables a la vez que reducen al máximo el consumo de energía. La iniciativa apuesta por utilizar recipientes de terracota modulares rellenos de agua y unidos en estructuras que pueden formar muros o 'pantallas' capaces de rebajar considerablemente la temperatura.

Enfriamiento evaporativo

El conocido como efecto isla de calor urbano (también conocido como ICU por sus siglas en inglés) es cada vez más frecuente en las ciudades. Una combinación de factores, en la que se unen los edificios en altura, el tráfico, el asfalto, la escasez de espacios verdes o la utilización de equipos de aire acondicionado, evita que el calor se disipe por la noche. Eso provoca una elevación localizada de las temperaturas, que puede llegar a los 12 ºC en comparación con las áreas rurales circundantes. 

Para hacer frente a este efecto cada vez más frecuente y que puede verse agravado por las olas de calor provocadas por el cambio climático, Dilara Temel y Lachlan Fahy han creado TerraCool, que actualiza el método ancestral de enfriamiento evaporativo. Su solución para integrarlo en la arquitectura urbana pasa por utilizar un sistema de fabricación modular y una geometría de superficie optimizada, que mejora el rendimiento de la terracota.

El diseño paramétrico de TerraCool permite distintos moldes y formas Bartlett School of Architecture Omicrono

La arcilla blanda, transformada en un material cerámico duro tras su paso por el horno a 1.000 ºC, tiene una porosidad que permite que el agua penetre y se evapore en su superficie, lo que enfría el aire ambiental gracias al cambio de fase del agua. Para mejorar su rendimiento, los creadores de TerraCool se han basado en el diseño paramétrico y en la investigación en intercambiadores de calor avanzados que usan las centrales eléctricas para obtener la máxima eficiencia de refrigeración.

Este enfoque permite personalizar completamente las piezas para adaptarlas a las condiciones climáticas del lugar donde se vayan a utilizar. Para ello, los arquitectos han recurrido a parámetros digitales a través de un programa de diseño en 3D. Gracias a la facilidad de fabricación y al uso de materiales comunes y asequibles, se pueden obtener casi infinitas combinaciones. Sólo hace falta variar la forma, la escala o las propiedades de los componentes de estos 'muros pantalla', incluido su grosor y porosidad, para obtener el resultado óptimo.

[Fin al aire acondicionado: la ingeniosa construcción que mantiene la casa siempre fresca]

Así, estos ladrillos cerámicos pueden moldearse con precisión en base al lugar que ocuparán posteriormente. Su propio diseño permite que se apilen horizontalmente, y la estructura funicular resultante ofrece huecos aerodinámicos para favorecer el paso del aire. A su vez, las geometrías huecas de los ladrillos minimizan el volumen interno, con lo que el consumo de agua es muy bajo. Este diseño permite que se apilen muchas capas unas encima de otras sin que la carga estructural se resienta y es capaz de soportar importantes fuerzas de compresión.

La conexión de los distintos elementos cerámicos se realiza mediante juntas tóricas y varillas roscadas, que permiten un cierre hermético y proporcionan una geometría estructural firme y resistente. Este tipo de ensamblaje, sin cemento ni pegamentos, también posibilita que se desmonte fácilmente para su reutilización en otra ubicación o para llevar a cabo labores de mantenimiento o de sustitución de alguna pieza.

Las juntas tóricas permiten unir unas piezas con otras Bartlett School of Architecture Omicrono

El agua se vierte desde la parte superior y fluye a través de la estructura resultante. El método de sellado hermético permite que el líquido no esté expuesto al exterior en ningún caso, lo que evita cualquier posibilidad de contaminación microbiológica y otros riesgos asociados habitualmente con la refrigeración evaporativa. 

Oasis urbanos

El principal uso propuesto por Dilara Temel y Lachlan Fahy para Terra Cool es la creación de lo que ellos llaman "oasis urbanos", espacios exteriores en los que refugiarse del calor. Es algo similar a lo que proponen los responsables del Jardín del Viento, la espiral vegetal que rebajará 4 grados la temperatura de Madrid. Para ello, proponen lugares cerrados por edificios por tres lados, para situar en el cuarto lado uno de estos 'muros pantalla' que permiten el paso del viento.

Una 'pantalla' de TerraCool Bartlett School of Architecture Omicrono

Según su propuesta, presentada en varias ferias de diseño y arquitectura, esta solución podría crear un aire fresco que aumentaría sustancialmente el confort térmico de los habitantes de las ciudades incluso en los peores meses de verano. Para controlar la cantidad de agua presente en la estructura se utilizarían unos sensores alimentados con placas solares situadas en la parte superior, que también se encargarían de ofrecer la energía necesaria para el bombeo de aguas grises purificadas.

Así, TerraCool podría ser en su versión más ambiciosa una suerte de aire acondicionado para las zonas y barrios más calurosos de las ciudades. Sin embargo, gracias a su versatilidad, también podría adaptarse para su uso en interiores, como un componente más del sistema de ventilación de los edificios.