Mejoran el rendimiento de sistemas de refrigeración mediante la selección de los materiales que los componen.

El aumento global de las temperaturas está impulsando la necesidad de desarrollar sistemas de refrigeración más eficientes, uno de los principales retos de sostenibilidad en la actualidad. Según un informe de Eurostat, la necesidad de uso de aire acondicionado en los edificios se ha casi cuadriplicado desde 1979 y España es el cuarto país europeo donde este aumento fue mayor. Esto se traduce en un importante incremento de la demanda energética que no solo tiene un impacto directo en las facturas de los hogares, sino que va más allá del ámbito residencial. Las necesidades de refrigeración en instalaciones industriales o centros de datos disparan la demanda de energía, con el consiguiente perjuicio medioambiental.

Para hacer frente a esta problemática es fundamental ingeniar sistemas alternativos que enfríen el aire con un menor coste ecológico y económico. En esa línea trabaja el grupo de investigación en Ingeniería Térmica Aplicada (RATE, por sus siglas en inglés), que está desarrollando y optimizando nuevos sistemas que permiten enfriar el aire sirviéndose de un proceso natural: la evaporación del agua. Se trata de los sistemas de enfriamiento evaporativo, que emplean solo aire y agua como fluidos de trabajo, no necesitan refrigerantes ni compresores y pueden reducir el consumo energético hasta en un 70% frente a los aparatos de aire acondicionado convencionales.

Así lo explica la investigadora de la Universidad de Córdoba Paula Conrat, que junto a los investigadores Manuel Ruiz de Adana (Departamento de Química y Termodinámica Aplicada) y Francisco Comino (Departamento de Mecánica) y el Centro Tecnológico del Plástico Andaltec, ha liderado un estudio centrado en mejorar el rendimiento de estos sistemas mediante la selección de los materiales que los componen. En concreto, explica la investigadora, «hemos seleccionado materiales poliméricos en forma de ‘films’ o láminas finas con diferentes capacidades de retención de agua, porosidad y rugosidad superficial». Estos materiales son posteriormente procesados mediante técnicas de laminación y empleados para fabricar el denominado «canal húmedo», el elemento responsable del intercambio de calor y masa que se produce en estos sistemas y que constituye, por tanto, el «motor» para el enfriamiento.

Al analizar el comportamiento de cada uno de los canales fabricados con los distintos materiales, el equipo pudo comprobar cómo sus propiedades influyen directamente en la capacidad de enfriar el aire. Los ensayos realizados mostraron que el canal con mejores prestaciones fue capaz de reducir la temperatura del aire en 16 grados. Los resultados de este trabajo, explica el grupo de investigación, suponen una contribución directa a la optimización de estos sistemas, llamados a sustituir o complementar los métodos tradicionales de refrigeración.

La búsqueda de soluciones más sostenibles para el enfriamiento del aire es un desafío clave en un planeta que registra temperaturas cada vez superiores y en el que la demanda energética sigue en aumento: según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), se espera un incremento a nivel global del 25% hasta el 2050. En este contexto, la ciencia ha comenzado a explorar el camino para reducir el consumo eléctrico y las emisiones de CO2 asociados a la necesidad de sobrevivir al calor. Y lo más difícil de todo: hacerlo sin comprometer el bienestar de la población ni las necesidades productivas.