Nueva cámara de pruebas creada para encontrar mejores formas de mantener fresca a la gente

PULLMAN, Washington — Un contenedor de envío que puede probar sistemas de enfriamiento pasivos podría ayudar a investigadores y constructores a encontrar formas libres de carbono de mantener a las personas frescas en temperaturas extremas.

Los investigadores de la Universidad Estatal de Washington crearon la cámara de 60 pies cuadrados para probar sistemas pasivos que utilizan torres eólicas junto con la evaporación del agua en lugar de electricidad para enfriar espacios.

Encontrar métodos de enfriamiento que no requieran emitir más gases de efecto invernadero al aire es crucial para ayudar a una población en crecimiento a adaptarse al cambio climático, dijo Omar Al-Hassawi, autor principal del estudio en la revista Energies.

"La refrigeración es cada vez más demandada en los edificios, especialmente a medida que el clima se vuelve más cálido", dijo Al-Hassawi, profesor asistente en la Escuela de Diseño y Construcción de WSU. "Es posible que se incluyan sistemas mecánicos, pero, para empezar, ¿cómo podemos enfriar los edificios, antes de depender de los sistemas mecánicos?"

La cámara de pruebas que desarrollaron los investigadores funciona con energía solar con almacenamiento de batería y es completamente independiente de la red eléctrica. Se puede calentar a un rango de temperatura de entre 125 y 130 grados Fahrenheit durante todo el año para probar innovaciones en refrigeración, midiendo la temperatura, la humedad y la velocidad del aire dentro y alrededor de un sistema de refrigeración. Los investigadores calibraron la cámara utilizando los resultados de un experimento a gran escala que se llevó a cabo en un sistema de enfriamiento pasivo de corriente descendente probado en las condiciones cálidas y secas de Phoenix, Arizona.

"Podemos simular condiciones extremas", dijo Al-Hassawi. "Con modelos de menor escala, también podemos realizar pruebas mucho más rápidas y obtener resultados antes que tener que esperar a la construcción de prototipos a gran escala".

Los edificios consumen alrededor del 60% de la electricidad mundial y casi el 20% de esa electricidad se destina a mantenerlos frescos, según Al-Hassawi. En Estados Unidos, casi el 90% de las viviendas y apartamentos utilizan aires acondicionados mecánicos.

Mientras la gente de todo el mundo lucha contra el calentamiento global, se espera que la demanda de energía para aire acondicionado mecánico se duplique para el año 2050. Para alimentar unidades de aire acondicionado se necesita electricidad, que a menudo se genera a partir de combustibles fósiles, lo que aumenta las emisiones de carbono y contribuye a empeorar el calentamiento global.

"En los próximos años se realizarán muchas nuevas construcciones debido al aumento de la población mundial, y muchas de ellas se realizarán en el mundo en desarrollo", dijo Al-Hassawi. “Entonces, si construimos como lo hemos estado haciendo y seguimos dependiendo de sistemas mecánicos para satisfacer las demandas de refrigeración, eso será un problema. Se necesitará mucho más aire acondicionado, especialmente con el aumento de la población en las regiones más cálidas del mundo”.

Los sistemas de enfriamiento pasivos que no requieren electricidad han sido utilizados durante siglos por personas en lugares cálidos, remontándose aproximadamente al año 2500 a.C. en el antiguo Egipto. Una estrategia de enfriamiento implica capturar la brisa desde una torre. Con una capa de humedad en la parte superior de la torre, la evaporación enfría el aire, que luego se vuelve más pesado y se hunde por gravedad en un espacio habitable debajo. La humedad puede proporcionarse mediante almohadillas humedecidas, cabezales de ducha o boquillas nebulizadoras. Normalmente, los ventiladores mecánicos sólo se necesitan como respaldo.

Aunque estos sistemas se utilizan ocasionalmente en lugares calurosos como Phoenix, Arizona, las personas y los profesionales de la construcción a menudo no están familiarizados con las técnicas de enfriamiento pasivo o las malinterpretan. Una estrategia de enfriamiento pasivo podría utilizar chimeneas antiguas en edificios más antiguos, por ejemplo, como torre de enfriamiento y podría ser aplicable tanto para construcciones nuevas como existentes, dijo Al-Hassawi.

"Es una tecnología más antigua, pero ha habido un intento de innovar y utilizar una combinación de tecnologías nuevas y existentes para mejorar el rendimiento y la capacidad de enfriamiento de estos sistemas", dijo.

Una adopción más amplia de estos sistemas de refrigeración pasiva podría reducir la demanda de energía, pero intentar investigar y probar sistemas de refrigeración pasiva requiere una inversión y formación considerables.

"Es por eso que una investigación como ésta sería de gran ayuda", afirmó. “¿Cómo podemos abordar el diseño de edificios, revivir algunas de estas estrategias más antiguas e incluirlas en la construcción de edificios contemporáneos? La cámara de pruebas se convierte en una plataforma para hacer esto”.

Los estudiantes han diseñado y construido algunos prototipos de sistemas de enfriamiento que utilizan el sistema de enfriamiento pasivo de corriente descendente. Estos se pondrán a prueba a partir del próximo semestre. Al-Hassawi espera que los socios de la industria también estén interesados ​​en probar diseños de sistemas pasivos en la cámara durante el próximo año académico.