En China, una ola de calor abrasador ha durado más de dos meses, y la red eléctrica se está agotando a medida que la gente enciende su aire acondicionado. El país es uno de los lugares donde el uso de aire acondicionado ha crecido más rápido , con un salto de cinco veces entre 2000 y 2017. Pero a medida que el planeta se vuelve cada vez más cálido y más personas en todo el mundo pueden pagar el aire acondicionado, su el uso está creciendo en todas partes. Para mediados de siglo, es probable que haya alrededor de 5600 millones de electrodomésticos, y casi el triple de la demanda de energía de refrigeración actual.

Jack Alvarenga

“Creo que los números llegan a unos 10 acondicionadores de aire nuevos cada segundo durante los próximos 30 años”, dice Jack Alvarenga, científico investigador del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard y parte de un equipo que trabaja en el rediseño de cómo se pueden enfriar los hogares. “Ese es un número increíble. El solo hecho de comprender la cantidad de demanda de refrigeración que está a punto de entrar en funcionamiento en las próximas dos décadas es preocupante”.

El problema es importante tanto por la cantidad de energía que requieren los acondicionadores de aire como por el hecho de que los refrigerantes actuales, los químicos que absorben el calor en su aire acondicionado, también son potentes gases de efecto invernadero. (Gracias al Acuerdo global de Kigali , los peores refrigerantes se están eliminando gradualmente, pero eso llevará tiempo). Cuanto más aire acondicionado se use, más caliente estará afuera. Entonces la gente necesita usar aún más aire acondicionado y el ciclo continúa.

En Harvard, un equipo multidisciplinario está trabajando en el diseño de un nuevo tipo de aire acondicionado que usa una fracción de la energía y usa agua en lugar de refrigerantes ultra contaminantes. Llamado ColdSNAP (SNAP significa “proceso de nanoarquitectura superhidrofóbica”), incorpora un revestimiento único también desarrollado en la universidad. “Muchos materiales innovadores son el tipo de productos que buscan un problema”, dice Jonathan Grinham, profesor de arquitectura en la Escuela de Graduados en Diseño de la universidad y uno de los socios del proyecto. “Lo llamamos un impulso tecnológico. . . . Bien, tengo algo que tiene un comportamiento súper único. Entonces, ¿cómo beneficia a la sociedad? ¿Dónde aplicamos este tipo de tecnología?”

Utiliza un 75% menos de energía que los aires acondicionados típicos. 

Jonathan Grinham

En este caso, el revestimiento repele los líquidos, inspirado en la forma en que las plumas de los patos se mantienen secas. El equipo se dio cuenta de que si aplicaba selectivamente este recubrimiento en ciertos lugares de la cerámica, un material que absorbe la humedad de forma natural, podrían usarlo en un nuevo tipo de enfriador evaporativo. A veces llamados enfriadores de pantano, los dispositivos generalmente solo funcionan en climas secos. El concepto básico es simple: si pones aire caliente en contacto con agua, el agua absorbe calor a medida que se evapora. Pero el proceso de enfriamiento por evaporación también genera humedad, por lo que no funciona bien, por ejemplo, en Florida. En el nuevo dispositivo, cuando el agua se evapora para enfriar el aire, un componente de intercambio de calor hecho con el revestimiento atrapa la humedad y el aire que fluye hacia la habitación es más cómodo.

Este mes, los investigadores comenzaron a probarlo en días calurosos y húmedos en el área de Boston, en HouseZero experimental de Harvard, una casa antigua que ha sido modernizada con tecnología para que sea lo más eficiente posible . El equipo aún no ha procesado todos los datos, pero dice que la tecnología promete un uso generalizado. “Estamos enfriando a una eficiencia mucho mayor que una unidad de aire acondicionado típica, podemos lograr una temperatura fresca y podemos hacer todo eso usando menos agua de lo que exigen los estándares”, dice Grinham.

La tecnología aún necesita desarrollo más allá del prototipo inicial, y el equipo tendrá que demostrar que puede cumplir con ciertos requisitos de rendimiento de los fabricantes que eventualmente podrían lanzarla al mercado. Es posible que los consumidores también tengan que pensar de manera diferente acerca de cómo esperan que funcione el aire acondicionado, ya que este tipo de dispositivo no es un deshumidificador. Pero debido a que usa mucha menos energía y es más barato de fabricar, podría ser ideal para áreas donde la electricidad es costosa y los clientes pueden pagar un acondicionador de aire estándar. “Necesitamos encontrar el mercado adecuado, el consumidor adecuado”, dice.

Otros investigadores y nuevas empresas también están desarrollando mejores alternativas al aire acondicionado estándar. Eso incluye bombas de calor eficientes, que existen ahora y pueden obtener incentivos para los consumidores de la Ley de Reducción de la Inflación. Otras características nuevas incluyen sensores que permiten que el dispositivo deje entrar aire exterior cuando se enfría, o se conecta directamente a los paneles solares para evitar sobrecargar la red eléctrica. En HouseZero de Harvard, un pozo geotérmico ayuda a mantener fresca la casa en los días en que no se está probando la nueva tecnología, y las ventanas también están diseñadas para abrirse automáticamente cuando baja la temperatura por la noche. Otros ajustes al diseño de edificios también pueden ayudar, desde pintura ultra blanca que refleja la luz del sol hasta diseños pasivos que eligen estratégicamente dónde colocar ventanas y agregar sombra .