El enfriamiento evaporativo pasivo se ha usado durante siglos para bajar la temperatura. El calor se disipa a medida que el agua se evapora, lo que a su vez reduce la temperatura del entorno. Mientras más eficiente sea ese proceso, mayor es el diferencial térmico, y eso es exactamente lo que busca la estructura impresa en 3D desarrollada en la Universidad Tecnológica de Graz, en Austria: los cubos reducen de forma perceptible la temperatura del aire circundante gracias a su construcción cuidadosa. Siempre que se mantengan húmedos, claro.
¿Por qué funciona el enfriamiento evaporativo?
La física detrás es conocida: para pasar de líquido a vapor, el agua necesita absorber una cantidad considerable de energía, del orden de 2.260 kilojoules por cada kilogramo evaporado. Esa energía la toma del aire y de la superficie que la contiene, que en consecuencia se enfrían. El mismo principio explica por qué transpirar refresca el cuerpo y por qué un botijo de greda mantiene fresca el agua sin electricidad.
La clave del diseño austríaco es exponer la mayor cantidad de agua posible a la mayor cantidad posible de flujo de aire, y el prototipo de muro refrigerante, impreso en 3D con una mezcla especial de arcilla, lo consigue por dos vías distintas.
Un giroide que ya conocen los que imprimen en 3D
Primero, el diseño macro de los bloques impresos maximiza la superficie. Si el cubo de la fotografía resulta familiar, es porque se trata del patrón de relleno giroide, el mismo que ofrecen por defecto la mayoría de los laminadores de impresión 3D domésticos. El giroide es un patrón poroso sin callejones sin salida ni secciones cerradas, y el hecho de que se imprima limpiamente sin necesidad de soportes lo convierte en un candidato estructural ideal.
Segundo, está la arcilla misma. Cocer arcilla a baja temperatura la mantiene porosa, pero esta mezcla en particular va bastante más lejos: es una formulación bioinspirada de arcilla, micelio de hongo y astillas de madera. Después de la impresión los cubos se cuecen, y el hongo y las astillas se queman, dejando atrás una red de capilares filiformes con bolsones más grandes distribuidos aquí y allá.
El resultado es un cubo de cerámica porosa con una superficie de evaporación enorme en relación con su tamaño. Una prueba práctica en un ático caluroso mostró que el aire cercano a un cubo cargado de agua estaba casi 7 grados Celsius más frío, una diferencia perfectamente perceptible.
¿Se puede replicar en casa?
Un experimentador doméstico probablemente no tenga acceso a mezclas sofisticadas de arcilla con micelio, pero la idea sigue pareciendo algo que vale la pena intentar en el taller. La impresión 3D en pasta cerámica ya no es exótica: existen cabezales de extrusión de arcilla para impresoras de escritorio, y el patrón giroide viene incluido en el laminador. Después de todo, hackers ingeniosos ya han conseguido fabricar versiones caseras de la pintura de enfriamiento pasivo.
Para el clima chileno la propuesta tiene un límite claro que conviene tener presente: el enfriamiento evaporativo rinde en aire seco y pierde efectividad cuando la humedad relativa es alta. Funcionaría bien en la zona central en verano o en el norte interior, y bastante peor en el sur lluvioso o en la costa cargada de humedad, donde el aire ya viene con poca capacidad de absorber vapor.
