Por Mar Gulis (CSIC)

Con temperaturas exteriores que rondan los 40 grados y un Sol abrasador cuesta imaginar que esa fuente de energía pueda ser la misma que nos refrigere. Pero precisamente eso es lo que ha conseguido un equipo de investigación del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja del CSIC, que ha creado varios prototipos capaces de enfriar un espacio variable, como una habitación o un barco, activados por energía solar térmica y que utilizan agua como refrigerante. Estos prototipos han sido desarrollados con el objetivo de sustituir los actuales sistemas de refrigeración, con un alto impacto en el calentamiento del planeta y en la capa de ozono.

En el sur de Europa hay alrededor de 40 millones de máquinas de climatización con una potencia inferior a 15 kW, un rango que suele utilizarse en una vivienda o un pequeño comercio. De estos 40 millones, ocho están en España. La mayoría de estos sistemas utilizan, de media, alrededor de 1,5 kilogramos de refrigerantes fluorados, gases que contribuyen al calentamiento global. La idea es que los actuales sistemas sean sustituidos al final de su vida útil por otros basados en refrigerantes naturales, como el agua.

Los protocolos impuestos a los sistemas de refrigeración exigen que cumplan con varios requisitos relacionados con el confort y la salud, entre los que se encuentran el control de la temperatura interior, de la humedad relativa y de la proliferación de la Legionella. Además, desde el Protocolo de Kioto y el Protocolo de Montreal, estos sistemas deben controlar las emisiones de gases de efecto invernadero y evitar la destrucción del ozono estratosférico.

Refrigeración solar: libre de Legionella, no destruye el ozono y apenas genera CO2. / Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC).

Las actuales máquinas suelen cumplir con los tres primeros requisitos pero no con el cuarto, ya que utilizan como fluido de trabajo un compuesto químico que contiene flúor. Estos fluidos son gases que tienen un índice de impacto unas 3.400 veces mayor que el CO₂ en el calentamiento global en un horizonte temporal de 20 años, según el índice GWP. Además, estas máquinas, al usar la electricidad como fuente de energía, generan una emisión adicional de CO₂. Algunos refrigerantes fluorados también contienen cloro, por lo que son responsables, en parte, de la destrucción de la capa de ozono.

La Unión Europea y otros organismos internacionales llevan alrededor de cuatro décadas intentando resolver estos problemas. Hasta la fecha no lo han conseguido. La estrategia consiste en sustituir los refrigerantes existentes por otros más respetuosos con la capa de ozono. Se han hecho avances en este sentido y se han conseguido propuestas que reducen la masa de refrigerantes fluorados. Sin embargo, estas fórmulas tienen en la mayoría de los casos una eficiencia menor, por lo que hacen necesario incrementar la emisión de CO₂ durante su funcionamiento.

Detalle de la instalación solar que activa el prototipo / Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC).

Según explica el investigador del CSIC y líder del proyecto del Instituto Torroja, Marcelo Izquierdo Millán, la tecnología desarrollada por el Consejo utiliza sal de bromuro de litio y agua. Las propiedades de esta mezcla para su uso en aire acondicionado ya eran conocidas a principios del siglo XX. No obstante, su aplicación comercial se ha retrasado ya que esta disolución suele producir la formación de cristales en ciertas condiciones. Precisamente, una de las innovaciones de la tecnología del CSIC es que ha logrado refrigerar sin que se produzca esta cristalización.

Los prototipos desarrollados por el Instituto Torroja son capaces de enfriar agua a entre 7 y 18 grados centígrados con temperaturas exteriores de entre 30 y 42 grados y pueden enfriar un espacio de unos 35-20 metros cuadrados a una temperatura constante de entre 24 y 26 grados. Además, su tamaño es similar al de un aire acondicionado actual: alrededor de un metro cúbico.

Estas máquinas podrían ser utilizadas como sistemas de refrigeración y calefacción con un rango de potencia de entre 10 y 20 kW en edificios, viviendas, autobuses, barcos, camiones etc., aprovechando la energía solar térmica y también el calor residual de los motores. Al final, el mismo calor que nos abrasa será la solución para un verano más fresco y, sobre todo, menos contaminante.