Cuando creías que estaba todo inventado,…es que estaba todo inventado (salvo quizá lo del robot que coge un cohete al vuelo).
Entre el cambio climático y el aumento de la población, cada vez empleamos más aire acondicionado. Y el aire acondicionado consume mucha electricidad. Algún día esta electricidad vendrá del sol y el viento, pero hoy todavía viene de sitios que echan humo del feo.
Para intentar reducir el impacto de todo esto, se está investigando en el enfriamiento evaporativo. Básicamente es un proceso en el que humedecemos aire. Al hacerlo, el agua se evapora. Para que esto ocurra, necesita energía. Y esta energía la obtiene del aire. ¿Y cómo se ajusta todo esto? Al perder energía, el aire se enfría. EUREKA. Era lo que queríamos.
Parece una buena idea. En mi infancia, vi cómo se desplegaban difusores por muchos sitios de la expo de Sevilla. Y con el tiempo es un sistema habitual en terrazas.
Lo que yo no sabía es que hace un siglo alguien se basó en este mismo principio para desarrollar los primeros aires acondicionados para coches.
Si le preguntas a Google cómo funciona el aire acondicionado de un coche te llevará a la web del RACE, que presenta un sistema moderno de enfriamiento por compresión. Salvadas las distancias es como una bomba de calor, o un aparato de aire acondicionado doméstico. Necesita dos ventiladores, un compresor, un fluido frigorífico,…y mucha electricidad. Y nada de esto estaba disponible en 1930.
Pero el enfriamiento evaporativo es tan sencillo como el mecanismo de un botijo (de hecho, literal). Si tu pones aire caliente y seco en contacto con agua, tienes aire húmedo y algo más frequito. Hacen falta ventiladores para mover el aire, salvo que lo montes todo en un coche en movimiento,….¡Y le des una forma de turbina de avión! Internet está llena de variantes chulas.
Car coolers. Fuentes: Wikimedia, varios [1, 2, 3, 4]
Parece ser que Thermador era una marca muy conocida. O al menos es la que más le gusta a los coleccionistas. El sistema es sorprendentemente sencillo. Se coloca el sistema sobre una ventana ligeramente abierta. Se mete un recipiente con agua dentro. El aire entra caliente por la apertura frontal y sale frequito por una apertura lateral hacia el interior del vehículo.
Es lo que se suele llamar enfriamiento adiabático (una búsqueda en internet nos presentará decenas de soluciones comerciales de ventilación). Los ingenieros usamos usualmente el diagrama psicométrico, dónde los enfriamientos adiabáticos (también llamados evaporativos) se corresponden con líneas ligeramente oblícuas. Y nos perminten llevar el aire a la zona de confort de las personas.
En la figura, tenemos un caso claro en el que humectamos aire seco a 35ºC para reducir su temperatura y dejarlo a 25ºC y algo más húmedo dentro del rango de confort. El concepto de confort, es un tema a discutir en sí mismo. En este caso, he empleado el visualizador online de drajmarsh.bitbucket.io con el rango de confort EN15251.
Parece magia, pero es tecnología de botijos. Y también tiene sus limitaciones. Principalmente derivados de la cantidad de agua ya presente en el aire. Si el aire ya está bastante húmedo al principio del proceso, difícilmente podremos añadirle más agua para reducir su temperatura.
A modo de ejemplo, soprepongo tres climas sobre el mismo gráfico: Bilbao, Córdoba y Almería.
En Bilbao, casi no hay horas con sensación térmica por encima del rango de confort. Esto está cambiando recientemente, pero de momento es así.
Sin embargo, Córdoba y almería sí tienen veranos muy cálidos. Con muchas horas fuera del rango de confort. Córdoba presenta un clima seco. Con condiciones secas, y siguiendo las líneas oblícuas del enfriamiento evaporativo, llegamos razonablemente bien al rango de confort.
¿Y en en Almería? El clima es distinto, su proximidad al mar hace que tenga temperaturas más templadas, pero también una mayor humedad ambiental. Con esto, hace que en nuchos casos, al seguir la línea oblícua, lleguemos al borde del gráfico: la línea de saturación. Aquí el aire no puede aceptar más humedad , y por tanto el sistema ya no nos sirve (del todo).
Entonces, nos topamos de frente con la primera limitación: El enfriamiento evaporativo sirve en climas secos.
¿Hay alguna más? Pues sí. En realidad, dos. La primera, tiene que ver con la disponibilidad de agua. Si tenemos poca agua, ¿Que hacemos? ¿Beberla o utilizarla para enfriar aires? La segunda, con la salud. Humectar aire podría generar zonas de agua estancada a temperaturas bastante altas. Y estas condiciones son el Marina d’Or de la Legionela. Y hay que tener cuidado (y seguir las normativas a rajatabla).
Pero a lo que íba. Decimos que el enfriamiento evaporativo es el futuro de la climatización. Y la lo usaban en los coches de principios del siglo XX. Y puede que Geoge Lucas se inspirase en estos chismes para diseñar alguna nave espacial.
Para el que tenga interés. Aprovecho para poner algunos links del acondicionamiento térmico de la Expo de Sevilla (de menor a mayor compejidad):
https://www.eldiario.es/andalucia/expo92/patios-arabes-microclima-expo_128_3513892.html
https://www.verdeden.com/20-anos-de-expo-92-viii-climatizacion-de-los-espacios-abiertos/
https://www.revistadyna.com/Documentos/pdfs%5C1992%5CMarzo%5C2290DYNAINDEX.pdf