#TemporadaDeCalor
Por Ricardo Donato
Desde un punto de vista estrictamente termodinámico, tiene sentido que el calor en exceso nos agobie, nos confunda, o peor aún, nos embrutezca totalmente. Aciaga posibilidad primaveral que bien puede ser conjurada por el uso eficiente del aire acondicionado, ese viento refrescante que nos despabila y refresca.
Curioso que ambos procesos, la confusión cognitiva que deriva de temperaturas elevadas y la frescura que emana de los aires acondicionados, respondan a la segunda ley de la termodinámica. Esta advierte que la entropía, término snob para referirse al calor perdido luego de un proceso de transformación de energía, del universo tiende al máximo.
El Dr. Víctor M. Romero Rochín, experto en termodinámica del Departamento de Física Cuántica y Fotónica del Instituto de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México, explica que la entropía es una propiedad de todos los sistemas macroscópicos que refiere a un estado de equilibrio, o bien, desequilibrio de temperatura (calor perdido no aprovechable). Un organismo vivo es un tipo de sistema macroscópico de baja entropía compuesto por miles de millones de máquinas termodinámicas (células) cuyo propósito consiste en transformar la energía (del sol, los alimentos) en trabajo útil (movimiento). El sobrante de energía se expulsa al ambiente en forma de calor: “Estrictamente gran parte de nuestra energía se va simplemente en vivir, por eso estamos calientitos, ya que el calor que emitimos es el resultado del desperdicio de la energía que se obtiene después de haber realizado un trabajo”. Dado que el propósito de estas líneas no es calentarles más el cerebro con explicaciones tediosas, recomendamos los videos del Dr. Romero sobre el tema.
Basta con decir que cualquier aumento en la temperatura ambiental redundará en un mayor consumo de energía (metabolizada como glucosa) por parte del cuerpo humano para animar sus funciones psicomotrices. El consenso científico es unánime: nuestros organismos tienen mayor tolerancia al frío que al calor y, más importante, enfriarlos requiere más energía que calentarlos. Lo anterior tiene implicaciones en la función cognitiva y en la toma de decisiones, como bien demostraron las investigadoras Amar Cheema, de la Universidad de Virginia y Vanessa M. Patrick, de la Universidad de Houston, en su paper clásico “Influencia de las temperaturas cálidas versus frescas en la elección del consumidor: una explicación del agotamiento de recursos”. Regular la temperatura corporal es uno de los procesos metabólicos más demandantes, ya que implica un mayor consumo de recursos (energía) destinados a enfriar el cuerpo, recursos que en circunstancias normales están disponibles para generar procesamientos mentales. Durante una onda de calor, en consecuencia, somos menos aptos para realizar tareas complejas, cometemos más errores e incluso somos incapaces de tomar cualquier tipo de decisiones. Ciencia y sabiduría popular coinciden: si te acaloras, inevitablemente te embruteces.
El calor agobiante, por desgracia, es una realidad cada vez más frecuente en nuestro mundo. Según el estudio Venciendo el calor: manual de enfriamiento sostenible para ciudades, elaborado por el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP, 2021), el período entre 2014-2020 fue el más caluroso en 140 años de registro. El documento se enfoca en cómo las ondas de calor son cada vez más extremas y frecuentes, afectando la salud y productividad de las personas en las grandes ciudades, sin mencionar su impacto energético, económico y climático. Es decir, la cosa más que dura, se ha puesto muy caliente, y en exceso.
En este punto hay que dar gracias a los benditos sistemas HVAC, máquinas termodinámicas utilizadas para brindar confort térmico en una época en la que mundo arde. El confort térmico se define como “condición mental que expresa la satisfacción con el entorno térmico circundante” (ANSI/ASHRAE 2013). Aunque la humedad, velocidad del aire, temperatura radiante y temperatura del aire son los indicadores más importantes para definir el concepto, también inciden factores personales como la tasa metabólica del cuerpo y el uso de ropa confortable.
Una de las investigaciones más multicitadas en textos informativos fue la liderada por el Dr. José Guillermo Cedeño Laurent, investigador de la Escuela de Salud Pública T.H. Chan de la Universidad de Harvard, enfocada en la relación entre el rendimiento cognitivo y el aire acondicionado en ambientes cerrados. Cedeño y su equipo realizaron en pruebas cognitivas a un grupo de estudiantes en dos ambientes diferentes: uno con aire acondicionado y otro sin él. Los resultados mostraron que el grupo que estaba en el ambiente con clima artificial tuvo un mejor rendimiento en las pruebas cognitivas que el grupo que estaba sin aire acondicionado. Además, el rendimiento cognitivo de los participantes que utilizaron climatización mejoró con el tiempo, mientras que el de los participantes que carecían de ésta disminuyó con el tiempo. Conclusión: el aire acondicionado puede tener un efecto positivo en el rendimiento cognitivo en ambientes cerrados, lo que resulta especialmente relevante en entornos de trabajo y educativos donde la concentración y el rendimiento son importantes.
Una última reflexión: en tanto máquinas termodinámicas, los aires acondicionados también expulsan un sobrante de energía al exterior de las ciudades en forma de calor. ¿Círculo vicioso, serpiente que se muerde la cola? Quizás. Lo cierto es que se trata ya de una necesidad de primer orden, sobre todo en regiones donde se experimenta calor extremo. México es un buen ejemplo. Según la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (Conuee), el país experimentó un crecimiento sin precedentes en la demanda de energía para sistemas de climatización en los últimos veinte años.
Hoy en día, existen más de 7 millones de equipos de aire acondicionado en el país, casi la mitad de ellos (48.1 por ciento) instalados en la zona norte de la república mexicana. El confort térmico, además, es el servicio energético que más electricidad consume en el sector residencial (por encima de la iluminación y la refrigeración), pues supone más del 35 por ciento del consumo total de los usuarios domésticos. Cabe recordar que dicho porcentaje a principios del presente siglo era tan sólo del 20 por ciento. La Conuee anticipa que el consumo de energía por concepto de confort térmico seguirá creciendo debido a cuatro razones principales: 1) el cambio climático que está incrementando las temperaturas, 2) el efecto “isla de calor” en las ciudades, 3) el bajo nivel de equipamiento HVACR, y 4) la construcción de viviendas sin criterios de diseño que reduzcan la entrada del calor exterior.
De ahí la importancia de procurar tecnologías que mejoren la eficiencia energética de los sistemas HVAC en orden de mejorar su rendimiento, gasto y consumo de energía. Pero eso es algo que abordaremos en las siguientes entregas de esta serie de artículos especiales.
