Una mejor manera de enfriar nuestras propias noticias e investigaciones.
La combinación del desarrollo económico global y el cambio climático predice que más de mil millones de nuevos consumidores instalarán sistemas de aire acondicionado en sus hogares y negocios en las próximas décadas. La Agencia Internacional de Energía (AIE) predice que para 2050, la demanda de energía para la refrigeración de interiores será un 300 % más alta que los niveles actuales, lo que hará que la refrigeración sea, con mucho, el mayor uso de electricidad en edificios en todo el mundo. Sin embargo, estas estimaciones se realizaron antes de la pandemia de COVID-19.nuestro estudios muestran Dicho esto, si la demanda ampliada de aire fresco interior para combatir la propagación de la COVID-19 persiste a raíz de la pandemia, el crecimiento proyectado ocurrirá antes.
Para entender este próximo auge del aire acondicionado, se deben reconocer los sinónimos históricos y la relación problemática entre los términos «aire acondicionado», «refrigeración» y «ventilación». El aire acondicionado (AC) no equivale necesariamente a refrescar a las personas, ni proporciona necesariamente aire fresco. De hecho, en un edificio típico con «aire acondicionado», más del 50 % del enfriamiento no está relacionado con la temperatura del aire, sino con la temperatura de las paredes y otras superficies circundantes. Aún así, como la mayoría de nosotros crecemos con termostatos que solo miden la temperatura del aire, estos conceptos erróneos han llevado a las personas a confiar en los acondicionadores de aire para su comodidad.
Desde mediados del siglo XX, el medio principal para enfriar y ventilar a las personas en ambientes interiores ha sido a través de sistemas de aire acondicionado central. Una expectativa de larga data es que el aire acondicionado puede proporcionar comodidad térmica y calidad del aire a los edificios. Para evitar una pérdida excesiva de calor, los edificios se diseñan como envolventes herméticas; por ejemplo, si pudiéramos abrir las ventanas de un edificio de oficinas, no podríamos proporcionar aire fresco cuando se necesita. La tecnología de aire acondicionado ha cambiado la forma en que diseñamos los edificios, recirculando el aire acondicionado para aumentar la eficiencia a expensas de la transmisión de enfermedades.
Si continuamos siguiendo los patrones actuales de enfriamiento de edificios, la salud de los ocupantes y la eficiencia energética del edificio seguirán siendo factores competitivos. Esto plantea la pregunta: ¿cómo podemos evitar un mayor consumo de energía al mismo tiempo que proporcionamos un ambiente interior saludable? ¿Existe una alternativa al aire acondicionado que aún brinde comodidad térmica pero que no requiera mucho aire fresco para enfriar?
Como una colaboración internacional de investigadores de instituciones en los EE. UU., Canadá, Europa y Singapur, hemos desarrollado una solución simple, económica y escalable para mantener a las personas cómodas sin regular la temperatura del aire interior. Nuestra tecnología se basa en el concepto de transferencia de calor por radiación, que implica enfriar o calentar superficies alrededor de las personas, en lugar de enfriar o calentar el aire. Todos hemos experimentado la transferencia de calor por radiación, aunque rara vez hemos escuchado el término. La calefacción radiante es la sensación del sol abrasador en la cara en un día fresco de primavera. La calefacción radiante es el calor directo de una fogata que nos mantiene brindando en las frescas noches de verano. El enfriamiento radiativo es la misma física, pero en la dirección opuesta. El calor radiante siempre fluye de las superficies más calientes a las más frías. Así como una fogata pierde calor sobre nuestra piel fría y nos sentimos cálidos, en un caluroso día de verano podemos rodear nuestro cuerpo con una superficie helada y sentirnos cómodos. Perdemos calor corporal a las superficies frías que nos rodean.
En nuestra demostración inicial del sistema de radiación instalado en Singapur, denominado «tubería fría«utilizamos aire 100 % fresco para mantener a la gente fresca 50% menos energía, por lo tanto, la mitad de las emisiones de carbono asociadas requeridas para un acondicionador de aire típico.en nuestro últimas investigacionesmostramos que esta tecnología se puede utilizar en todas las zonas climáticas principales, con un ahorro de energía promedio de 10-45 %, al tiempo que aumenta significativamente la ventilación en espacios críticos como las escuelas públicas.
Cuando instalamos superficies radiantes de enfriamiento en un edificio, separamos el equipo que se usa para ventilar el edificio del equipo que nos brinda comodidad térmica. De hecho, podemos mantener nuestras ventanas abiertas con un sistema de enfriamiento radiante, liberándonos de la tradicional trampa del aire acondicionado en la que los contaminantes circulan internamente con aire frío. A través del enfriamiento radiativo, podemos construir edificios verdaderamente sostenibles y saludables durante la pandemia y más allá.
También se trata de educación. En nuestras propias vidas, todos podemos estar acostumbrados a ajustar un termostato que solo controla la temperatura del aire interior, pero este es un legado de la industria del aire acondicionado que surgió a principios del siglo XX. Para que los sistemas de radiación se adopten ampliamente, es necesario comprender cómo funcionan y cómo controlarlos. Si desea instalar un termostato de temperatura radiante en su hogar hoy, que regula la temperatura de la superficie de las paredes, techos y pisos, primero necesita encontrar un contratista que sepa cómo instalar un sistema radiante, luego acostúmbrese a conseguirlo cambiando la temperatura de la superficie en lugar de la temperatura del aire Concepto de confort.
Un cambio tecnológico importante siempre requiere un cambio cultural importante, uno que abarque múltiples sectores de la sociedad. En lo que respecta al entorno construido, los diseñadores, la industria, los propietarios de bienes raíces y los ocupantes de los edificios deben participar. Si los gobiernos se toman en serio la inversión en infraestructura, debemos aprovechar colectivamente la oportunidad de repensar los viejos paradigmas en lugar de invertir en el statu quo. Porque si vamos a luchar y ganar la emergencia climática y aún así mantener a las personas saludables en el interior, es hora de considerar alternativas de aire acondicionado más sostenibles.
Este es un artículo de opinión y análisis.
