España está experimentando temperaturas extremadamente altas, con algunas ciudades superando los 44ºC. Esta situación ha hecho que el aire acondicionado sea esencial este verano. Aunque estos dispositivos brindan un clima hogareño agradable, es crucial usarlos de manera sostenible y eficaz para reducir su huella medioambiental y consumo energético. Afortunadamente, hay innovadoras alternativas para mantenerse fresco y ahorrar en electricidad, como dispositivos que enfrían espacios sin utilizar energía o sistemas que refrescan edificaciones sin consumo eléctrico.

Un invento revolucionario del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) introduce la refrigeración pasiva, un sistema que disipa el calor sin la necesidad de ventiladores, para complementar los métodos convencionales de climatización en edificaciones. Esta tecnología puede disminuir la temperatura interior hasta en 9,3ºC sin usar energía y con un consumo de agua mínimo. Además, puede optimizar el funcionamiento de refrigeradores domésticos, reduciendo su consumo eléctrico y prolongando la conservación de los alimentos.

Los investigadores del MIT combinaron tres técnicas de refrigeración pasiva en un solo aparato: refrigeración radiante, evaporación y aislamiento térmico. Al fusionar estas tres técnicas, la eficiencia del sistema mejora considerablemente debido a la interacción sinérgica entre ellas. A simple vista, este dispositivo se asemeja a los paneles solares actuales, presentando un diseño delgado y compacto. Sin embargo, en vez de producir electricidad, es capaz de ofrecer una reducción de hasta 9,3ºC en relación con la temperatura exterior, como se ha evidenciado en pruebas recientes.

Funciona sin electricidad

La gran novedad de este invento es que no utiliza energía 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 fría a través de las tuberías para enfriar partes de un sistema de aire acondicionado y mejorar así su eficiencia. 

De esta manera, en los edificios en los que ya se cuente con sistemas de aire acondicionados tradicionales, este nuevo invento podría utilizarse para reducir significativamente la carga de estos dispositivos enviando agua fría 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 energía", explica Zhengmao Lu, del MIT, en un comunicado.

Prueba de material aislante para refrigeración Zhengmao Lu-MIT Omicrono

El sistema "combina algunas de las características positivas de tecnologías 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.

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".

Esquema de las capas del invento. MIT

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 así 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 tecnología 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 centímetros de diámetro, que colocaron en la azotea de un edificio del MIT. Durante unos días 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 características de forma sinérgica, ahora somos capaces de lograr un alto rendimiento de refrigeración, incluso en zonas de alta humedad donde la tecnología 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 días en las zonas más cálidas y secas, y sólo una vez al mes en las zonas más húmedas".

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Aunque el sistema puede "fabricarse a un coste 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.

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