Els glaçons del cel del nord

NeveraRafi2.jpg Podem fer una nevera que no gasti gens d’energia? La termodinàmica ens diu que només podem refredar un objecte sense gastar energia si interacciona amb un altre d’encara més fred. Els glaçons refreden les begudes perquè són més freds; en refredar-les, s’escalfen i es fonen. Les begudes que deixem a la nevera es refreden perquè la temperatura dels fluids refrigerants que circulen pels serpentins dins les seves parets és molt baixa. Aconseguim refredar un objecte tot escalfant-ne un altre, i amb un resultat sempre desfavorable: acabem incrementant l’entropia del conjunt.

Tots sabem que els edificis es refreden durant les nits d’estiu, sobretot quan el cel és estrellat. El cel és fred, i les superfícies que el sol ha escalfat durant el dia irradien calor cap al cel. Però el que és menys conegut és que la temperatura radiant del cel durant el dia, quan és blau i no hi ha núvols, és quasi tan freda com la del cel a les nits.

Ara fa un any, en Rafi ens va deixar. El recordo sempre energètic, creatiu, ple de vida i de noves idees. Parlàvem d’arquitectura i energia, del sol i del cel, d’astronomia i micrometeorits, de paisatge i de cúpules. En Rafael Serra Florensa era l’expert en arquitectura energètica, en fer que la Natura treballés per a nosaltres, en aprofitar la llum natural, en aprendre de l’arquitectura tradicional de les cases blanques Mediterrànies.  Un dia, al seu despatx, em va ensenyar un experiment. Era el migdia, a l’estiu, i la temperatura devia ser d’uns trenta graus. En Rafi va apuntar cap al nord, al cel, amb un termòmetre làser. El termòmetre crec recordar que va marcar deu sota cero. En canvi, quan va apuntar en direcció a l’asfalt de la Diagonal, el termòmetre va assenyalar 38 graus. La conclusió d’en Rafi era clara: calia treballar en el disseny d’una nevera solar passiva. Una nevera que refredés sense gastar energia. El prototipus que van construir en Rafi i el seu equip era una caixa aïllada, el sostre de la qual consistia en una superfície dirigida cap al nord i protegida de la llum del Sol, amb pantalles laterals que la mantenien sempre a l’ombra de la radiació directa (o reflectida) del Sol. És el que podeu veure en aquest article. La idea és que la tapa superior (el sostre) de la nevera sigui una superfície radiant encarada al cel del nord, que sempre és més fred que la tapa. A més, aquesta superfície (en negre a la imatge esquemàtica de dalt) ha de ser a l’ombra de la llum i de la radiació solar. L’objectiu és que la superfície radiant envii més calor al cel del que rep d’ell. En aquest sistema, que es pot construir com una nevera o com un sostre per al condicionament de l’aire, el cel es comporta com els glaçons que ens refreden les begudes.

Els principals reptes actuals són la millora de la geometria de les pantalles reflectants laterals per tal d’evitar que la superfície radiant rebi radiació provinent de la llum diürna, i trobar materials reflectants que tinguin bones propietats òptiques i que a la vegada siguin resistents a la intempèrie. Hem de fer-ho bé i ser intel·ligents, si volem que la Natura treballi per nosaltres.

Encara que el rendiment depèn del grau d’humitat (el sistema funciona millor en climes secs), els experiments realitzats demostren que el disseny i la construcció de sistemes de refrigeració passiva per radiació és possible. El sistema actualment es troba en fase de prototip, amb una baixada passiva de temperatura encara insuficient (d’uns dos graus). No és clar que a curt termini puguem substituir els actuals sistemes d’aire condicionat, però sí que és probable que aquests sistemes passius ens acabin ajudant a refredar les cases, les begudes i els aliments i que ens permetin disminuir el consum energètic. Ho farem amb glaçons de cel, del cel blau que veiem quan miren cap al nord.

1 comentari

  • editora

    24/05/2013 19:07

    Recomanar humilment un llibre, que tal vegada agradi als lectors d’aquest bloc, recomanat pel lleure i el temps lliure dels amants de la segona llei de la termodinàmica; sobre la seva relació amb la vida i la mort, un extracte del mateix, en castellà: goo.gl/51IfO
    En català: goo.gl/mZq2j

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús