Cómo evitar que los aires acondicionados calienten el planeta

Una de las buenas ironías del cambio climático es que, a medida que el planeta se calienta, la tecnología que la gente usa para mantenerse fresca sólo hará que el clima sea más cálido.

Para 2050, los investigadores prevén que la cantidad de aparatos de aire acondicionado en la Tierra se cuadruplique hasta alcanzar los 4.500 millones, convirtiéndose en algo tan omnipresente como los teléfonos móviles.

Para finales de siglo, las emisiones de combustibles de efecto invernadero procedentes del aire acondicionado supondrán un aumento de hasta 0,5 grados centígrados en las temperaturas internacionales, según los cálculos del Foro Económico Mundial.

El aire acondicionado necesita urgentemente una mejora.

La tecnología fundamental de refrigeración que hay detrás del aire acondicionado y los frigoríficos no ha cambiado mucho desde 1902, cuando un joven ingeniero estadounidense llamado Willis Carrier ideó el primer acondicionador de aire para solucionar un problema de humedad en una imprenta de Nueva York.

No es ninguna exageración decir que el aire acondicionado ha formado nuestro mundo moderno, y puede seguir haciéndolo en un futuro climático sin precedentes.

En lugares con economías de rápido crecimiento y los rangos ya peligrosos de calor y la humedad, correspondiente a la India, Indonesia, y Brasil, millones de personas rápidamente la compra de su primera casa con aire acondicionado. Si tendrán la oportunidad de permitirse artículos más respetuosos con el clima, o las modas contaminantes que han dominado el mercado durante mucho tiempo, depende de la estabilidad.

Para percibir el problema, ayuda a imaginar el sistema que Willis Carrier inventó y que, principalmente, seguimos usando.

Se llama ciclo de compresión de vapor. En su versión más reducida, consta de dos serpentines metálicos, uno situado en el interior del espacio a refrigerar y otro en el exterior. Un refrigerante líquido circula por las bobinas, evaporándose y condensándose alternativamente bajo distintas tensiones. A medida que el refrigerante se evapora, se enfría y enfría la bobina metálica dentro de la habitación. Cuando llega a la bobina exterior, el refrigerante se condensa y expulsa el calor al aire antes de iniciar el siguiente ciclo. Mientras tanto, un ventilador sopla sobre la bobina metálica fría, enfriando el aire y erradicando la humedad a medida que el agua se condensa en la bobina como gotas «en un vaso de cerveza fría».

El mercado actual de los aires acondicionados, que asciende a 60.000 millones de dólares y está dominado por unas pocas empresas de gran tamaño, se ha centrado durante mucho tiempo en reducir el precio de los aires acondicionados basados en la compresión de vapor, pero no en disminuir la cantidad de energía necesaria para alimentarlos.

Además de hacer que los aires acondicionados sean más respetuosos con el medio ambiente, existe una necesidad urgente de cambiar los refrigerantes de hidrofluorocarbono (HFC) que la mayoría de los aires acondicionados siguen usando, a pesar de los esfuerzos internacionales para eliminar estos compuestos. Aproximadamente entre 1.000 y 3.000 veces más potentes que el CO₂ como combustible de efecto invernadero, estos refrigerantes se filtran lentamente en el ambiente y se escapan cuando se destruyen los aparatos de aire acondicionado.

A pesar de llevar mucho tiempo buscando, pocos refrigerantes se han confirmado como opciones viables a los HFC.

Ahí radica el problema: ¿deben centrar sus esfuerzos en descubrir el refrigerante más respetuoso con el clima o en reducir el consumo de energía eléctrica?

La mayoría de los investigadores se sitúan en un punto intermedio entre ambos enfoques, combinando refrigerantes más respetuosos con el clima con trucos para aumentar la eficiencia, como sensores y paneles fotovoltaicos. Pero otros han optado por una tercera vía: dejar de lado los HCF.

Barocal, una empresa creada por el científico Xavier Moya en la Universidad de Cambridge, tiene como objetivo resolver el problema de las fugas de refrigerante con un nuevo y potente refrigerante hecho de cristales naturales. Baratos y poco peligrosos, los cristales lanzan y absorben el calor bajo presión a medida que modifican la cantidad, explica Moya. Un compresor de aire acondicionado típico sólo puede producir la tensión más baja deseada -70 bares, o atmósferas-, aunque también podrían necesitarse presiones mayores. La eficacia del aire acondicionado dependerá de cómo el personal aplique la tensión a los cristales.

Otros grupos han puesto sus miras en el aspecto energético. La mayoría de los programas de compresión de vapor adoptan una estrategia de fuerza bruta para la deshumidificación, haciendo que el serpentín interior esté tan frío que las gotas de agua sean presionadas para condensarse cuando el aire sopla sobre el metal frío. Especialmente en los climas húmedos, esto suele implicar que un aire acondicionado tiene que ser ajustado a temperaturas más frías de lo que la gente realmente necesita, perdiendo así energía.

Para hacer frente a este inconveniente, varios grupos están buscando métodos para deshumidificar el aire antes de que se enfríe. Transaera, una startup del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), por ejemplo, está colaborando con Qingdao Haier Air Conditioner Gen Corp. Ltd para construir una herramienta que elimina las moléculas de agua del aire usando un nuevo material extremadamente poroso conocido como marco natural metálico. Los poros a nanoescala de los materiales actúan como una esponja molecular, erradicando las gotas de agua del aire con mayor eficacia que otros materiales conocidos. Tiene previsto secar la esponja usando el calor residual del compresor del aire acondicionado, lo que permitirá usarla una y otra vez. Si esa «esponja» puede funcionar con los elementos actuales y no necesita ser sustituida con frecuencia, podría ser un buen avance.

El tiempo, sin embargo, no está del lado de los inventores. Las nuevas tecnologías tendrían que escalar con extraordinaria rapidez, saliendo al mercado en 2022 y prácticamente el 100% de las ventas brutas anuales en 2040, según algunos estudios.

La competencia para mantener los costes bajos es tan feroz que probablemente será difícil desplazar las opciones más baratas, sobre todo en los países más pobres, donde el aumento de los ingresos implica que muchas personas tendrán rápidamente la oportunidad de permitirse comprar su primer aire acondicionado. Sin embargo, en los países pobres, la disminución de los gastos de funcionamiento de un acondicionador de aire será tan importante como la disminución de su precio inicial, dice Sorin Grama, fundador de Transaera.

En todo el mundo, las olas de calor podrían matar a más de 255.000 personas cada año para 2050, según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud.

Los nuevos aires acondicionados no serán suficientes para evitar estas muertes, sino que se necesitarán otras medidas, como la construcción de edificios con mejores materiales aislantes que el vidrio y el hormigón. Si el pasado sirve de guía, el camino más rápido para cambiar la forma en que nos mantenemos frescos podría ser una mezcla de innovación, competencia y regulación. Y la velocidad es importante, ya que lo que está en juego en la carrera internacional por la refrigeración no debe ser simplemente el consuelo, sino la supervivencia.