No es solo el calor: la humedad está haciendo que el aire acondicionado trabaje mucho más de lo que creemos.
- 🌡️ Más calor y más humedad.
- ❄️ Aire acondicionado con menor rendimiento.
- ⚡ Mayor demanda de electricidad.
- 📉 Pérdida de eficiencia del 2 al 4% por década.
- 🌍 Nuevo método para calcular las necesidades reales de refrigeración.
- 🏙️ Redes eléctricas bajo mayor presión en un clima cambiante.
- 🔬 Estudio basado en 50 años de datos climáticos.
El cambio climático también está haciendo menos eficientes los sistemas de refrigeración y podría disparar el consumo eléctrico más de lo previsto
Durante décadas, empresas eléctricas, ingenieros y administraciones han utilizado un indicador muy sencillo para estimar cuánta energía hará falta para refrigerar edificios durante los meses cálidos. El problema es que ese sistema parte de una idea demasiado simplificada: considera únicamente la temperatura exterior y asume que cada grado adicional requiere siempre el mismo esfuerzo para enfriar un espacio.
Una investigación dirigida por científicos de la Universidad de Hawái en Mānoa, publicada en Nature Communications, demuestra que esa aproximación ya no resulta suficiente para describir la realidad de un planeta que cambia rápidamente. El estudio presenta un nuevo indicador denominado «grados-día efectivos de refrigeración», capaz de incorporar no solo la temperatura, también la humedad, un factor que modifica de forma muy importante el rendimiento de los equipos de climatización.
Los resultados muestran que la eficiencia de la refrigeración ha disminuido entre un 2 y un 4% por década desde 1971 en gran parte de Norteamérica, un deterioro silencioso que podría alterar la planificación energética de las próximas décadas.
La humedad cambia por completo la ecuación
En condiciones ideales, un aire acondicionado únicamente debe extraer calor del interior de una vivienda. Sin embargo, cuando la humedad ambiental aumenta, el sistema necesita realizar un trabajo adicional: condensar y eliminar el vapor de agua presente en el aire.
Ese proceso consume energía extra y reduce el rendimiento del equipo. Es una situación habitual en regiones costeras, zonas tropicales o lugares donde las olas de calor llegan acompañadas de una elevada humedad relativa.
Los investigadores combinaron principios de termodinámica, ingeniería de refrigeración y ciencia climática para desarrollar un modelo físico que reproduce con bastante fidelidad cómo responde un sistema real de climatización bajo distintas condiciones atmosféricas.
Después aplicaron ese modelo a 50 años de datos meteorológicos de alta resolución (1971-2020) y posteriormente analizaron distintos escenarios climáticos futuros utilizando 19 modelos climáticos internacionales.
No todas las regiones evolucionan igual
Uno de los hallazgos más interesantes del estudio es que el calentamiento global no afecta de la misma manera a todas las zonas.
En el suroeste desértico de Estados Unidos, por ejemplo, el aumento de temperatura viene acompañado en muchos casos por un ambiente más seco. Esa reducción de la humedad compensa parcialmente la pérdida de eficiencia provocada por el calor, llegando incluso a estabilizar el rendimiento de algunos sistemas de refrigeración.
En cambio, las regiones con climas húmedos experimentan el efecto contrario. Allí, calor y humedad actúan conjuntamente, incrementando el esfuerzo que deben realizar los equipos para mantener una temperatura confortable.
Los investigadores describen este comportamiento como una especie de «tira y afloja climático», donde temperatura y humedad ejercen fuerzas opuestas sobre la eficiencia energética.
Una nueva forma de planificar las redes eléctricas
La importancia del estudio va mucho más allá del funcionamiento de un aparato de aire acondicionado.
Los llamados grados-día de refrigeración son utilizados por operadores eléctricos, compañías energéticas, urbanistas e incluso por los mercados financieros para prever el consumo eléctrico durante los meses más cálidos.
Si ese indicador infravalora o sobreestima las necesidades reales de refrigeración, las consecuencias pueden trasladarse a toda la planificación energética.
Una previsión incorrecta puede llevar a dimensionar mal nuevas infraestructuras eléctricas, retrasar inversiones en la red o calcular de forma imprecisa el riesgo de sufrir problemas de suministro durante episodios extremos de calor.
Según las proyecciones del estudio, algunas regiones del noroeste estadounidense, la zona de los Grandes Lagos y parte del Atlántico Medio podrían llegar a duplicar la demanda eléctrica asociada a la refrigeración antes de mediados de siglo en un escenario de elevadas emisiones.
Un problema que también afecta a Europa
Aunque la investigación se ha desarrollado utilizando datos de Norteamérica, las conclusiones tienen una clara lectura internacional.
Europa vive un incremento constante de las olas de calor, mientras que muchas ciudades registran noches tropicales cada vez más frecuentes y periodos prolongados de elevada humedad durante el verano. Esa combinación hace que la climatización gane protagonismo tanto en viviendas como en hospitales, oficinas, centros educativos e industrias.
La Agencia Internacional de la Energía (AIE) lleva años advirtiendo que el aire acondicionado será uno de los principales motores del crecimiento de la demanda eléctrica mundial durante las próximas décadas. Paralelamente, la Directiva Europea de Eficiencia Energética de los Edificios (EPBD) impulsa edificios con menor consumo y mejor comportamiento térmico para reducir la dependencia de sistemas de climatización intensivos.
Todo apunta a que disponer de herramientas más precisas para anticipar las necesidades reales de refrigeración será cada vez más importante, especialmente en países mediterráneos donde el cambio climático avanza con rapidez.
La refrigeración también necesita innovar
Este trabajo conecta con otra tendencia que está ganando fuerza en el sector energético: el desarrollo de tecnologías capaces de enfriar con un menor consumo de electricidad.
Actualmente se investiga en refrigerantes de bajo potencial de calentamiento global, intercambiadores de calor más eficientes, sistemas de refrigeración evaporativa adaptados a climas secos, materiales de refrigeración radiativa pasiva, cubiertas reflectantes y soluciones arquitectónicas que reducen la entrada de calor en los edificios.
También aumenta el interés por integrar el aire acondicionado con instalaciones fotovoltaicas y sistemas de almacenamiento mediante baterías, aprovechando que la máxima producción solar suele coincidir con las horas de mayor demanda de refrigeración.
La investigación desarrollada por la Universidad de Hawái aporta una herramienta adicional para evaluar todas estas tecnologías bajo condiciones climáticas mucho más realistas.
Qué impacto puede tener en el medio ambiente
Mejorar la forma en que se calcula la demanda de refrigeración puede parecer un cambio técnico, aunque sus efectos ambientales pueden ser muy relevantes.
Unas previsiones más precisas permiten evitar sobredimensionar infraestructuras, optimizar la producción eléctrica y reducir pérdidas de energía. Además, facilitan la integración de fuentes renovables al anticipar con mayor exactitud cuándo se producirán los picos de consumo.
Si las redes eléctricas conocen mejor el comportamiento futuro de la demanda, resulta más sencillo planificar el despliegue de energía solar, eólica y sistemas de almacenamiento, disminuyendo la dependencia de centrales alimentadas por combustibles fósiles durante los episodios de calor extremo.
También puede favorecer edificios mejor diseñados desde el punto de vista bioclimático, con menos necesidad de refrigeración mecánica y menores emisiones asociadas durante toda su vida útil.
Vía University of Hawaii at Manoa
Más información: Efficiency-weighted cooling degree days reveal opposing temperature and humidity effects on energy demand | Nature Communications
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