Mantener el aire frío en los hogares y oficinas este verano va a ser caro—un 5 por ciento de la energía utilizada en los Estados Unidos cada año se destina a hacer funcionar los acondicionadores de aire. Sin embargo los investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable de los Estados Unidos (NREL) en Golden, Colorado, han creado un nuevo diseño de aire acondicionado que, afirman, aumentará considerablemente la eficiencia y eliminará aquellos gases que contribuyen al calentamiento global.

"La tecnología que usamos hoy día tiene casi un centenar de años", afirma Eric Kozubal, ingeniero senior del NREL. Kozubal y sus colegas han ideado un acondicionador de aire que combina el enfriamiento por evaporación con un material que absorbe el agua para proporcionar aire fresco y seco, usando hasta un 90 por ciento menos de energía. El acondicionador de aire por evaporación mejorado con desecantes, o DEVap, tiene por objetivo solucionar la clásica queja de que "no es el calor, sino que es la humedad", de manera más eficiente.

La refrigeración por evaporación—pasar aire a través de una superficie húmeda para promover la evaporación—ha sido utilizada ampliamente en los, así llamados, "enfriadores de pantano". Un método conocido como enfriamiento evaporativo indirecto viene a mejorar este diseño, dividiendo el aire en dos corrientes, separadas por una membrana de polímero. El agua pasa a través de una corriente de aire, haciendo que sea más fría y húmeda; el aire fresco enfría la membrana, que a su vez enfría el aire en el otro lado sin añadir agua.

Sin embargo el aire sólo puede contener una cierta cantidad de vapor de agua, así que en los climas húmedos el efecto es limitado. En un día de 32ºC en Houston, afirma Kozubal, la refrigeración por evaporación sólo podría bajar la temperatura hasta unos 27º C. Lo ideal, para estar cómodo en un edificio, es que un acondicionador de aire proporcione aire frío a 13 ó 16ºC.

El NREL supera el problema de la humedad mediante la adición de otro paso, el uso de un material conocido como desecante que absorbe la humedad. NREL utiliza un desecante líquido, una solución de jarabe de cloruro de litio o cloruro de calcio, con alrededor del 44 por ciento de su volumen en forma salina. Dentro de esta configuración, otra membrana separa el desecante del aire que viaja a través de un canal. La membrana de polímero tiene poros de entre 1 y 3 micrómetros de diámetro, suficientemente grandes para que el vapor de agua pase fácilmente a través, mientras que el líquido salado se queda aplicado en la superficie. La membrana también está recubierta con una sustancia parecida al Teflon, cuyo objetivo es repeler el agua líquida. El desecante saca la humedad de la corriente de aire, dejando tras de si aire seco y cálido. Tras este proceso, se vuelve al enfriamiento evaporativo indirecto: en un segundo canal, el agua se evapora para enfriar una corriente de aire secundaria, que a su vez enfría la primera corriente de aire, haciendo que salga un aire frío y seco.

"Creo que es muy prometedor", afirma Anthony Jacobi, codirector del Centro de Aire Acondicionado y Refrigeración de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. "No creo que la idea de integrar estas tecnología sea muy nueva. Hacerlo con éxito, eso puede que sí lo sea".

Lo novedoso, señala Kozubal, es que se trata de un diseño que logra combinar el enfriamiento por evaporación y el secado desecante en un sistema rentable. "Hace que este tipo de aire acondicionado sea viable para los procesos comerciales y residenciales de refrigeración", afirma.

La industria está trabajando en una variedad de métodos para mejorar la eficiencia del aire acondicionado, señala Jacobi, desde la utilización de intercambiadores de calor a las mejoras en los sistemas de compresión de las máquinas tradicionales. "Es un área de gran importancia para la nación, ya que aproximadamente un tercio del consumo de energía de nuestro país se lleva a cabo en los edificios."

En EE.UU. se utilizan cerca de 100 billones de unidades térmicas británicas cada año, según afirma la Administración de Información Energética de los EE.UU.. Hasta un 40 por ciento de esa cantidad se utiliza en edificios, y alrededor de un 5 por ciento se destina al aire acondicionado. Kozubal asegura que su sistema podría reducir esa cifra a la mitad en las zonas menos húmedas, y hasta en un 90 por ciento allí donde la humedad sea alta. "Cuando hablamos de una tecnología capaz de ahorrar entre un 2 y un 3 por ciento del suministro energético de la nación entera, eso es una cifra bastante alta," afirma.

El desecante utilizado en el sistema es relativamente inofensivo (el cloruro de calcio se utiliza como sal en las carreteras), aunque su corrosividad requiere que el metal se elimine del equipo. Lo que es particularmente atractivo es que sustituye a los clorofluorocarbonos utilizados como refrigerante en los aparatos de aire acondicionado tradicionales. Los CFC se pueden filtrar, y cada kilogramo proporciona el mismo efecto de gas invernadero que alrededor de 2.000 kilogramos de dióxido de carbono.

Kozubal afirma que podrían pasar alrededor de cinco años antes de desarrollar el sistema hasta un punto en que el NREL pueda entregarlo a la industria para su comercialización. El sistema está diseñado para reemplazar los sistemas existentes sin tener que realizar muchos cambios, por lo que podría aplicarse progresivamente, a medida que la personas actualizan sus aparatos de aire acondicionado antiguos.

El desecante se puede reutilizar simplemente calentándolo hasta que hierva el agua que ha absorbido. En un entorno industrial, eso se podría realizar utilizando el calor residual de otros procesos industriales. En el hogar, funcionaría con gas natural o energía solar. De hecho, afirma Kozubal, la instalación podría hacer que los sistemas solares de energía térmica, que absorben la luz del sol para calentar las casas y el agua, fueran más rentables. Durante los días calientes del verano, la energía solar que de otra manera se desperdiciaría, podría por el contrario ayudar a mantener un edificio fresco.