Las altas temperaturas a las que se enfrenta España, con ciudades que alcanzan los 44ºC, ha provocado que este verano el aire acondicionado se haya vuelto imprescindible. Una tecnologÃa que ayuda a crear un ambiente confortable en casa, pero que se debe utilizar de manera responsable y eficiente para minimizar su impacto en el medioambiente y en el consumo energético. Sin embargo, en la actualidad existen soluciones con las que refrescarse y ahorrar en las facturas, como un invento que enfrÃa habitaciones sin necesidad de usar electricidad u otro que enfrÃa edificios sin gastar luz.
Ahora, un innovador invento desarrollado por el Instituto de TecnologÃa de Massachusetts (MIT por las iniciales de su nombre en inglés) ofrece una forma de utilizar la refrigeración pasiva -un dispositivo que disipa calor sin hacer uso de ningún ventilador- para complementar los sistemas tradicionales de aire acondicionado en los edificios; pudiendo reducir la temperatura interior de un hogar hasta en 9,3ºC sin necesidad de utilizar energÃa y con un consumo mÃnimo de agua. Una tecnologÃa que también sirve para que la heladera de casa gaste menos luz y para que los alimentos duren más tiempo.
El equipo de cientÃficos apostó por combinar tres métodos de refrigeración pasiva en un único dispositivo: la refrigeración radiante, la evaporación y el aislamiento térmico. Tres técnicas que, al juntarlas, mejoran significativamente la eficiencia de esta tecnologÃa gracias a los efectos sinérgicos, según indican los investigadores. El invento cuenta con un diseño similar al de los paneles solares existentes, ya que tiene aspecto de un paquete delgado y pequeño, pero, en lugar de emitir electricidad, es totalmente capaz de proporcionar hasta 9,3ºC de refrigeración respecto a la temperatura ambiente, según se demostró en unas pruebas realizadas.
Funciona sin electricidad
La gran novedad de este invento es que no utiliza energÃa externa para enfriar el entorno, además de proporcionar directamente refrigeración con la que combatir las altas temperaturas en casa. Sus creadores aseguran que, al funcionar sin electricidad, se puede usar para enviar agua frÃa a través de las tuberÃas para enfriar partes de un sistema de aire acondicionado y mejorar asà su eficiencia.
De esta manera, en los edificios en los que ya se cuente con sistemas de aire acondicionados tradicionales, este nuevo invento podrÃa utilizarse para reducir significativamente la carga de estos dispositivos enviando agua frÃa a la parte más caliente del aire acondicionado, que es el condensador. «Bajando la temperatura del condensador, se puede aumentar la eficiencia del aire acondicionado y ahorrar energÃa», explica Zhengmao Lu, del MIT, en un comunicado.
El sistema «combina algunas de las caracterÃsticas positivas de tecnologÃas anteriores, como la refrigeración evaporativa y el enfriamiento radiativo», que proporcionan cantidades limitadas de potencia de refrigeración. Asimismo, se compone de tres capas de materiales, de las cuales cada una de ellas desempeña un papel vital para lograr una alta eficiencia y, juntas, proporcionan refrigeración a medida que el agua y el calor atraviesan el dispositivo.
Cómo es el nuevo dispositivo
La primera capa, la superior, posee un aerogel, un material compuesto principalmente de aire encerrado en las cavidades de una estructura esponjosa de polietileno, que es semiaislante y permeable al vapor de agua y a la radiación infrarroja. La evaporación del agua -que asciende desde la capa inferior- proporciona parte del poder refrigerante; mientras que la radiación infrarroja, aprovechando la extrema transparencia de la atmósfera terrestre en esas longitudes de onda, irradia parte del calor directamente a través del aire y hacia el espacio; «a diferencia de los aparatos de aire acondicionado, que arrojan aire caliente al entorno inmediato».
La capa intermedia está formada por un hidrogel, que es un material esponjoso relleno de agua y no de aire, que se calienta bajo el efecto de los rayos solares, provocando la evaporación del agua y enfriando el dispositivo. La capa inferior, sin embargo, está compuesta por un material reflectante que es capaz de reflejar los rayos solares que han atravesado tanto el aerogel como el hidrogel. Gracias a ello, evita que los materiales se calienten, reduciendo asà su carga térmica. Incluso mejora su rendimiento.
«La novedad consiste en reunir en una sola arquitectura las funciones de refrigeración radiativa, refrigeración evaporativa y aislamiento térmico», señala Lu. Un sistema que puede complementar a los aires acondicionados convencionales en edificios y en los hogares, según sus creadores; quienes también aseguran que esta tecnologÃa se puede utilizar en regiones cálidas que no estén conectadas a la red eléctrica, pudiendo emplearse tanto para refrigerar viviendas como para conservar alimentos.
Sin apenas mantenimiento
Los investigadores del MIT ya han probado este sistema. Para las pruebas, crearon un prototipo pequeño, de tan sólo 10 centÃmetros de diámetro, que colocaron en la azotea de un edificio del MIT. Durante unos dÃas de estudio y análisis, comprobaron la eficacia del dispositivo incluso en condiciones climatológicas desfavorables, logrando una refrigeración de 9,3ºC, como señala el propio Lu.
El invento también funciona en zonas húmedas, ya que «al combinar estas tres caracterÃsticas de forma sinérgica, ahora somos capaces de lograr un alto rendimiento de refrigeración, incluso en zonas de alta humedad donde la tecnologÃa anterior generalmente no puede funcionar bien». No sólo eso, sino que según sus creadores, «el único mantenimiento que requiere es añadir agua para la evaporación, pero el consumo es tan bajo que sólo hay que hacerlo una vez cada cuatro dÃas en las zonas más cálidas y secas, y sólo una vez al mes en las zonas más húmedas».
Aunque el sistema puede «fabricarse a un costo razonable», el equipo de investigadores señala que aún es necesario realizar ciertos ajustes antes de que el dispositivo se pueda fabricar de forma industrial. Y esto se debe a que, si bien los materiales utilizados en el invento son fáciles de conseguir y relativamente baratos, «el aerogel es el único material que es un producto del laboratorio que requiere un mayor desarrollo en términos de producción en serie», según Lu; pero actualmente están buscando la forma de producir este gel a base de aire.
