- Sistemas de enfriamiento evaporativo que solo usan aire y agua y prescinden de gases refrigerantes y compresores.
- Investigadores de la Universidad de Córdoba optimizan el canal húmedo con materiales poliméricos avanzados.
- Hasta un 70% menos de consumo energético y descensos de temperatura del aire de hasta 16 grados en los ensayos.
- Solución alineada con las necesidades de España y Europa ante el aumento de olas de calor y la demanda de refrigeración.
El aumento continuado de las temperaturas ha convertido la refrigeración de edificios, viviendas y centros de trabajo en un asunto casi tan básico como la calefacción. Cada verano más largo y más intenso empuja a hogares, empresas y administraciones a encender el aire acondicionado durante más horas, con el consiguiente impacto en la factura eléctrica y en las emisiones asociadas.
En este contexto, un equipo de la Universidad de Córdoba está explorando una vía distinta al aire acondicionado convencional: enfriar el aire utilizando únicamente agua y aire, aprovechando el proceso natural de evaporación. Esta línea de investigación apunta a sistemas capaces de mantener el confort térmico con un consumo notablemente menor y sin necesidad de gases refrigerantes, una cuestión clave en un momento en el que Europa busca recortar su dependencia energética y su huella climática.
Un problema que crece: más calor, más aire acondicionado y más consumo
La tendencia al alza del calor no es solo una percepción subjetiva; los datos respaldan que las olas de calor son más frecuentes, intensas y prolongadas. Ante esta situación, el recurso inmediato suele ser incrementar el uso del aire acondicionado, tanto en el ámbito doméstico como en naves industriales, oficinas o centros de datos donde no se puede permitir una subida de temperatura.
Ese aumento de la demanda de refrigeración tiene un efecto directo en el sistema energético. Más equipos funcionando durante más horas se traducen en un mayor consumo de electricidad y, cuando la generación no es renovable, en más emisiones de CO2. Se trata de un círculo difícil de romper: el calor aumenta, se usa más aire acondicionado y, si la energía procede de fuentes fósiles, se alimenta el cambio climático que a su vez incrementa las temperaturas.
En Europa esta realidad está especialmente vigilada. Según un informe de Eurostat, la necesidad de uso de aire acondicionado en edificios se ha casi cuadriplicado desde 1979. España destaca en este mapa: es el cuarto país europeo donde este aumento ha sido mayor, reflejo de un clima cada vez más exigente y de un parque edificatorio que no siempre está preparado para gestionar el calor de forma eficiente.
La consecuencia va más allá de lo doméstico. En sectores como la industria o las infraestructuras digitales, la refrigeración se ha vuelto crítica. Instalaciones industriales y centros de datos necesitan mantener una temperatura controlada para evitar fallos, paradas de producción o pérdidas de información. Todo ello dispara la demanda energética asociada al frío en un momento en el que la sostenibilidad y la seguridad de suministro son prioridades en la agenda europea.
Organismos internacionales como la Agencia Internacional de la Energía estiman que la demanda global ligada a la refrigeración podría crecer alrededor de un 25% hasta 2050. Ante esas previsiones, los expertos coinciden en que no basta con mejorar ligeramente los equipos tradicionales: son necesarias tecnologías alternativas que permitan enfriar con mucho menos gasto energético.
Aire acondicionado basado en la evaporación del agua: cómo funciona
Frente al modelo clásico de compresor y refrigerante, el grupo de Ingeniería Térmica Aplicada (RATE) de la Universidad de Córdoba está centrado en desarrollar y optimizar sistemas de enfriamiento evaporativo. Estos equipos se apoyan en un principio físico sencillo: cuando el agua se evapora, absorbe calor del aire que la rodea, bajando así su temperatura.
La clave de estos sistemas es que solo utilizan aire y agua como fluidos de trabajo. No necesitan gases refrigerantes —muchos de ellos regulados por su impacto climático— ni compresores que requieran grandes cantidades de energía. En lugar de hacer circular un refrigerante por un circuito cerrado, el proceso se basa en hacer pasar el aire por superficies humedecidas donde se produce el intercambio de calor y masa.
Según los datos manejados por el equipo de investigación, los equipos de enfriamiento evaporativo pueden recortar el consumo energético hasta en un 70% respecto a los aparatos convencionales. Esta reducción se consigue precisamente al eliminar los componentes más intensivos en energía, como el compresor, y apoyarse en el propio comportamiento del agua al evaporarse.
Además del ahorro eléctrico, el hecho de prescindir de refrigerantes supone un beneficio adicional. Muchos de los gases utilizados tradicionalmente en climatización presentan un elevado potencial de calentamiento global, por lo que su uso y sustitución están cada vez más regulados en la Unión Europea. Un sistema que funcione solo con agua esquiva este problema y simplifica el mantenimiento y la gestión de fugas.
Este tipo de soluciones no están pensadas únicamente para climas extremos; en países mediterráneos como España, con veranos muy calurosos y una demanda de refrigeración al alza, el enfriamiento evaporativo se perfila como una opción a considerar, ya sea como alternativa directa o como complemento a los equipos de aire acondicionado tradicionales.
La investigación de la Universidad de Córdoba: el papel del canal húmedo
El grupo RATE TEP 974 de la Universidad de Córdoba se ha fijado como objetivo ir más allá del concepto general y afinar el diseño de estos sistemas para sacarles el máximo partido. Para ello, uno de sus focos de trabajo es el llamado «canal húmedo», la pieza donde realmente se produce la magia del enfriamiento evaporativo.
Este canal húmedo es el elemento responsable del intercambio de calor y de masa entre el agua y el aire. Es decir, es la zona en la que el agua se evapora y el aire se enfría. Su diseño, materiales y geometría condicionan directamente la eficiencia del equipo. Mejorarlo significa obtener más descenso de temperatura con el mismo consumo eléctrico.
La investigadora Paula Conrat, junto con Manuel Ruiz de Adana, del Departamento de Química y Termodinámica Aplicada, y Francisco Comino, del Departamento de Mecánica, ha liderado un estudio específico sobre este componente. El trabajo se ha realizado en colaboración con el Centro Tecnológico del Plástico Andaltec, especializado en el desarrollo y procesamiento de materiales poliméricos.
El equipo se propuso analizar cómo influye la naturaleza del material del canal húmedo en el rendimiento global del sistema. Para ello, seleccionaron cuatro tipos de materiales poliméricos en forma de films o láminas muy finas, cada uno con características distintas en cuanto a retención de agua, porosidad y rugosidad superficial.
Una vez escogidos, estos materiales fueron procesados mediante técnicas de laminación para dar forma a los canales húmedos sobre los que se iban a realizar los ensayos. La idea era comparar el comportamiento de cada configuración y determinar qué combinación de propiedades favorece un enfriamiento más eficaz del aire que circula a través del sistema.
Materiales poliméricos avanzados y resultados de los ensayos
En el diseño del canal húmedo, la elección del material no es un detalle menor. La capacidad del film para retener agua, su estructura porosa y el grado de rugosidad de la superficie condicionan la forma en que el agua se distribuye y evapora. Un material que retenga bien el agua pero no la libere de manera eficiente puede no ser óptimo, del mismo modo que una superficie demasiado lisa podría limitar el contacto entre agua y aire.
Conscientes de ello, los investigadores de la UCO analizaron de forma sistemática el comportamiento de cada canal fabricado con los diferentes materiales. Se observó cómo las propiedades físicas de las láminas influyen de manera directa en la capacidad de enfriar el aire, tanto en términos de descenso de temperatura como de estabilidad del proceso en el tiempo.
Los ensayos realizados arrojaron un dato especialmente llamativo: el canal con mejores prestaciones fue capaz de reducir la temperatura del aire en hasta 16 grados bajo las condiciones de prueba. Esta cifra ilustra el potencial de mejora que se puede lograr únicamente ajustando la naturaleza del material sin necesidad de añadir componentes complejos.
Estos resultados suponen una contribución directa a la optimización de los sistemas de enfriamiento evaporativo. Al identificar las características deseables en los materiales, se sientan las bases para diseñar equipos más compactos, eficientes y adaptados a distintos entornos, desde edificios residenciales hasta instalaciones industriales o centros de procesado de datos.
El trabajo también pone de manifiesto la importancia de combinar conocimientos de ingeniería térmica, ciencia de materiales y procesos industriales. La colaboración con Andaltec permite trasladar más fácilmente los hallazgos de laboratorio a soluciones que se puedan fabricar a escala y, potencialmente, llevar al mercado en forma de equipos o componentes mejorados.
Una opción para España y Europa ante el reto de la climatización sostenible
La investigación en aire acondicionado basado en la evaporación del agua encaja de lleno en las prioridades de España y del conjunto de la Unión Europea, que buscan fórmulas para reducir el consumo energético y las emisiones sin renunciar al confort. En un país donde el uso del aire acondicionado ha crecido con fuerza en las últimas décadas, cualquier avance que permita enfriar con menos gasto merece atención.
Los sistemas de enfriamiento evaporativo podrían sustituir o complementar a los métodos tradicionales según el tipo de edificio, la zona climática y las necesidades de cada usuario. En algunos casos, pueden funcionar como solución principal en climas secos y calurosos; en otros, pueden apoyar al aire acondicionado convencional, reduciendo las horas de funcionamiento del compresor y alargando la vida útil de los equipos.
En el ámbito residencial, este enfoque puede traducirse en facturas de electricidad más contenidas y en una menor dependencia de picos de demanda que tensionan la red en los días más calurosos. En el sector terciario e industrial, donde la refrigeración supone una parte importante del consumo, la mejora de la eficiencia puede ser determinante para la competitividad y el cumplimiento de objetivos ambientales.
Desde la perspectiva de las políticas públicas, contar con tecnologías que no utilizan gases refrigerantes y se basan en recursos tan comunes como el agua y el aire facilita el cumplimiento de la normativa europea sobre sustancias con alto potencial de calentamiento global. Además, reduce la complejidad asociada a su gestión, reciclaje y posibles fugas.
La experiencia del grupo RATE TEP 974 muestra que la investigación universitaria puede desempeñar un papel clave a la hora de ofrecer alternativas viables a los sistemas actuales. El trabajo sobre materiales poliméricos para el canal húmedo es solo un paso dentro de un esfuerzo más amplio por adaptar la climatización a un escenario en el que las temperaturas seguirán subiendo y la energía no puede desperdiciarse.
Todo apunta a que el futuro de la refrigeración pasará por soluciones híbridas y por un uso más inteligente de los recursos disponibles. El aire acondicionado basado en la evaporación del agua se perfila como una de esas piezas: una tecnología que aprovecha un proceso natural para enfriar con menos energía, que se apoya en materiales cada vez más avanzados y que encaja con las metas de sostenibilidad que se han marcado España y Europa.