Lo usamos habitualmente, en especial en verano, pero...¿realmente sabemos cómo funciona?

El primer sistema de aire acondicionado moderno fue desarrollado en 1902 por un joven ingeniero eléctrico llamado Willis Haviland Carrier. En realidad, el sistema fue diseñado para resolver un problema de humedad en Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company, en Brooklyn, Nueva York.

Resulta que tenían un problema, y es que el material de papel en la planta de fabricación a veces absorbía la humedad del aire cálido del verano, lo que dificultaba la aplicación de las técnicas de entintado en capas de la época. A Carrier se le ocurrió tratar el aire dentro del edificio haciéndolo pasar a través de tuberías frías, y dado que el aire frío no puede transportar tanta humedad como el aire caliente, el proceso redujo la humedad en la planta y estabilizó el contenido de humedad del papel. 

Además, reducir la humedad también tuvo el beneficio adicional de reducir la temperatura del aire, y así nació una nueva tecnología.

El proceso real que utilizan los aparatos de aire acondicionado para reducir la temperatura del aire ambiente en una habitación se basa en un principio científico relativamente simple. En realidad, un acondicionador de aire es muy similar a otro electrodoméstico de nuestros hogares, el refrigerador o nevera. Si bien los aparatos de aire acondicionado no tienen la carcasa exterior en la que se basa un refrigerador para aislar su caja fría, en su caso, las paredes de la casa mantienen el aire frío dentro y el aire caliente fuera.

Los aparatos de aire acondicionado enfrian el aire del interior aprovechando una ley física: cuando un líquido se convierte en gas absorbe calor. Es decir, aprovechan esta característica de conversión de fase al obligar a determinados compuestos químicos especiales a evaporarse y condensarse una y otra vez en un sistema cerrado.

Los compuestos involucrados se denominan refrigerantes, que tienen la particularidad de poder llegar a temperaturas relativamente bajas. Los aparatos de aire acondicionado también tienen ventiladores, que mueven el aire caliente del interior sobre estos serpentines fríos llenos de refrigerante.

Cuando el aire caliente fluye sobre los serpentines evaporadores fríos y a baja presión, el refrigerante de su interior absorbe calor a medida que cambia de estado líquido a gaseoso. Para seguir enfriando de manera eficiente, el aparato de aire acondicionado tiene que convertir el gas refrigerante nuevamente en líquido. Para hacer eso, un compresor pone el gas a alta presión, un proceso que genera calor no deseado. Todo el calor adicional creado al comprimir el gas se evacua al exterior con la ayuda de un segundo conjunto de serpentines llamados serpentines condensadores y un segundo ventilador. 

A medida que el gas se enfría, vuelve a convertirse en líquido y el proceso comienza de nuevo. 

Vemos entonces que hay dos cosas distintas que suceden en un aparato de aire acondicionado. El refrigerante enfría el aire interior y el gas resultante se comprime y enfría continuamente para volver a convertirse en líquido.

Estos cambios son conocidos como “procesos”. El refrigerante comienza con una condición inicial, y es sometido a una serie de procesos llamados “ciclo de refrigeración”. Por tanto este ciclo se compone de 4 procesos esenciales:

Expansión: inicialmente el refrigerante se encuentra en estado líquido en la unidad exterior (que se coloca en tejados o fachadas) a presión elevada. Es fundamental enviarlo a la unidad interior o consola (la que nosotros apagamos o encendemos), y enviarlo a través de un elemento de expansión para lograr el efecto de refrigeración. Esto permite lograr dos cosas: reduce la presión y la temperatura del líquido, dejándolo en condiciones óptimas para el siguiente proceso. 

Evaporación: dentro de la unidad interior o consola, en el evaporador, el líquido es evaporado, cediendo frío al aire del local a climatizar, lo que es impulsado por un ventilador. El refrigerante se evapora y se produce gas.

Compresión: el gas retorna a la unidad exterior para convertirse de nuevo en líquido. El primer paso es comprimir el gas, y esto se logra en el compresor obteniendo gas a alta presión.

Condensación: el vapor a alta presión pasa por el condensador, evacuándose el calor al exterior y obteniéndose el refrigerante en estado líquido.