El ingenio humano es infinito. La capacidad de innovación cada día se multiplica. Ya existe la tecnología para calentar agua con el calor generado de las computadoras y ahora en Singapur se ha desarrollado una técnica del enfriamiento que combina el seco y el evaporativo para bloquear el calor y reducir el consumo de agua y energía. Un enfriamiento híbrido.
Si bien existen sistemas sofisticados como torres de refrigeración, ultracongeladores, enfriadores de fluidos y torres de enfriamiento en seco-húmedo híbridas, los investigadores de la UC Berkeley y socios académicos e industriales de Singapur encontraron una solución más simple y más respetuosa del medioambiente. Combinaron ventiladores de techo con puntos de ajuste de aire acondicionado más altos y lograron reducir el uso de energía en un tercio sin sacrificar la comodidad de los trabajadores de esas oficinas tropicales.
En Singapur está situado geográficamente a un grado al norte del ecuador y su clima es cálido y húmedo todo el año. Al aparato de aire acondicionado lo llaman el “devorador de energía tácito”. Su uso en hogares y edificios representa casi el 20% de las emisiones de carbono del país, Kavickumar Muruganathan, especialista en políticas y desarrollo sostenible, apuntó que Singapur, con una población de 675 millones de habitantes es uno de los países más urbanizados y densamente poblados. Hay muchos edificios de oficinas y todos utilizan aire acondicionado.
Optimizar en entornos construidos
Los investigadores de Berkeley Education Alliance for Research in Singapure, BEARS, una empresa sin ánimo de lucro centrada en la investigación, han trabajado con socios de la industria para probar una solución de refrigeración para edificios de oficinas en climas tropicales. Su propuesta combina aires acondicionados, configurados a una temperatura ligeramente superior a la estándar, y ventiladores de techo, que requieren mucha menos energía para funcionar. La denominan enfriamiento híbrido.
El experimento lo dirigió el investigador Michael Kent con Stefano Schiavon y Costas Spanos. Schiavon trabaja en el Centro de Investigación de Tecnología de la Información en Interés de la Sociedad y el Instituto Banato y el Centro para el Medio Ambiente de la Universidad de Berkeley. Mientras, que Spanos es director de CITRIS. Estos investigadores dentro de Bears están afiliados a Singapur –Berkeley Building Efficiency and Sustainability in the Tropicas, SinBerBest, se centran en optimizar la eficiencia energética en el entorno construido.
Las pruebas se llevaron a cabo en un “laboratorio viviente” en el edificio de la Academia de la Autoridad de Edificación y Construcción, donde una modernización finalizada en 2020, incorporó un sólido monitoreo y control de la calidad ambiental interior en tiempo real.
Resultados rápidos y exitosos
En 11 semanas, los investigadores encuestaron a los ocupantes de las oficinas, dos veces al día, sobre su confort térmico mientras alternaban entre dos condiciones de enfriamiento en el espacio de planta abierta. En una la, el aire acondicionado se configuró a 24 °C, cerca de la temperatura promedio de una oficina en Singapur, con todos los ventiladores apagados; mientras que en la otra el aire acondicionado se elevó a 26,5 °C, con los ventiladores de techo encendidos para proporcionar un flujo de aire fijo. También había ventiladores de escritorio individuales disponibles en cada estación para que los ocupantes de la oficina los usaran a voluntad..
Los participantes del estudio calificaron sus niveles de comodidad con respecto a la temperatura ambiente del edificio, incluida la percepción de viciado del aire, sus sensaciones de alerta o somnolencia y su capacidad de concentración.
Si bien la premisa puede parecer simple, los resultados fueron significativos. «Logramos una reducción de un 32% en el consumo de energía sin comprometer el confort térmico. Simplemente ajustando la temperatura del termostato de 24 °C a 26,5 °C e incorporando ventiladores logramos una reducción de un tercio en el uso de energía», dijo Schiavon.
Las mujeres las más afectadas
No solo se mantuvo el confort térmico con el método de refrigeración híbrido, sino que las condiciones mejoraron para algunos ocupantes. El sobreenfriamiento es recurrente en los entornos cálidos y húmedos, pero con la modalidad híbrida el sobreenfriamiento percibido cayó de 33% a 9%, cuando se elevaba el punto de ajuste del aire acondicionado. El sobreenfriamiento tiene un impacto dispar en los trabajadores de oficina por género. Las mujeres son las más afectadas por las temperaturas frías.
Construir edificios energéticamente eficientes es relativamente fácil con las técnicas modernas, pero introducir estos sistemas tecnológicos nuevos a unidades ya construidas presenta desafíos. Fue la razón por la que el equipo de SinBerBEST centró su atención en el humilde ventilador eléctrico. Una herramienta que puede incorporarse a cualquier edificio, sea nuevo o muy viejo.
Los investigadores encontraron cierta resistencia a la idea de introducir ventiladores -una tecnología vieja- en los edificios modernos. Las objeciones se superaron con un reciente aumento en los precios de la electricidad en Singapur.
Guía para arquitectos e ingenieros
Ante los obstáculos para ampliar su solución por la falta de procedimientos integrales de diseño y operación, el Centro para el Entorno Construido y colegas de SinBerBEST crearon una guía para que arquitectos e ingenieros de construcción utilicen el diseño de sistemas de refrigeración con ventiladores de techo, pared, escritorio y pedestal.
Singapur a través de su programa nacional Green Mark podría aprovechar con creces las técnicas de refrigeración híbridas. Ya, más de 10 edificios académicos y comerciales en Singapur reportan ahorros de energía de 27%. Y lo mejor, aumentó un 10% la satisfacción de los ocupantes. Hay muchas esperanzas la técnica marque una diferencia en la mitigación de los efectos del cambio climático.
El equipo de SinBerBEST también se propone ampliar su investigación a los edificios residenciales. Schiavon considera que el confort térmico es clave para un sueño de calidad. «Como pasamos la mayor parte del tiempo en interiores, los edificios son responsables de alrededor del 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Es difícil reducirlas sin sacrificar la comodidad. Hemos encontrado unenfoque es tremendamente prometedor para los climas tropicales», dijo Spanos.
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