Los acondicionadores de aire trabajan en la premisa esencial de eliminar el calor del aire forzado, a menudo soplando ese aire a través de las bobinas de enfriamiento llenas de refrigerantes. El aire acondicionado se ha arraigado en la psicología de la clase media, como lo demuestra la gran cantidad de propietarios que tienen al menos una unidad en sus hogares.
El aire acondicionado moderno se remonta a más de un siglo en América, aunque la evidencia que muestra los intentos humanos de enfriar el aire se remonta a milenios atrás. Hoy compartimos una línea de tiempo rápida de las tecnologías de calefacción, ventilación y aire acondicionado, con un enfoque especial en combatir el calor.
También observamos de cerca el estado actual de las tecnologías de aire acondicionado, incluido un trío de patentes relacionadas con el aire acondicionado en automóviles y las ventajas que brinda al servicio técnico frío industrial…
Precursores de la tecnología moderna de aire acondicionado
La evidencia sobre los intentos del hombre de proporcionar algún tipo de tecnología de enfriamiento para combatir el calor en climas cálidos se remonta a casi 2,000 años. Los primeros sistemas de aire acondicionado del siglo II de China, por ejemplo, involucraban un ventilador rotativo accionado manualmente diseñado para forzar el aire a través de una habitación.
En la Roma del siglo III, se desarrolló un sistema para la importación de hielo de las regiones montañosas a través de un tren de asnos para refrescar el jardín del emperador Elagabalus. Los ciudadanos romanos ya habían intentado formas de enfriar sus moradas haciendo circular agua fría desde los acueductos a través de canales dentro de las paredes de sus casas.
Durante la época medieval, hay una notable falta de avance de cualquier tipo de innovación relacionada con el aire acondicionado, especialmente para sistemas que enfrían el aire. En su mayor parte, las personas dependían de la arquitectura, construyendo habitaciones con grandes aberturas al aire libre para que la brisa pasara y ubicando las ventanas para que la luz solar mínima ingresara a la habitación.
La mayoría de los documentalistas de los primeros días de la tecnología del aire acondicionado apuntan a experimentos realizados a mediados del siglo XVIII por el famoso inventor estadounidense Benjamin Franklin.
En 1758, él y el profesor de la Universidad de Cambridge John Hadley descubrieron cómo congelar el agua evaporando alcoholes y otros líquidos volátiles en la superficie del agua. Unas décadas después, en 1820, el inventor inglés Michael Faraday logra resultados similares al comprimir y licuar el amoníaco.
Los esfuerzos que involucraron la refrigeración del aire para aumentar la comodidad del paciente en los hospitales y otras instalaciones médicas lanzaron la próxima ola de avances en la tecnología de aire acondicionado, aunque la historia de la tecnología en este período de tiempo está teñida de una gran cantidad de infortunios.
Durante la década de 1830, John Gorrie era un médico de Florida que decidió estudiar el efecto del clima en los seres humanos y especialmente por qué parecía haber un mayor número de casos de fiebre amarilla en el sur y casi ninguno en el noreste.
Creó un sistema que forzaba el aire por ventilador a través de un cubo de hielo creado por una máquina de hacer hielo, recibiendo una patente para la invención en mayo de 1851 de la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos.
No solo no pudo encontrar respaldo financiero para su invento, sino que tuvo que lidiar con la presión política de los intereses de la industria del hielo en el norte que se sentían amenazados por la invención. Sin embargo, hay muchas personas, especialmente los floridanos, que le acreditan no solo como uno de los primeros padres del aire acondicionado, sino también por los refrigeradores y la máquina de hielo.
Otro intento de mejorar la tecnología de aire acondicionado surgió en respuesta a uno de los días más tristes en la historia de los Estados Unidos. El 2 de julio de 1881, el presidente de EE. UU., James Garfield, recibió un disparo de un asesino y falleció más de dos meses después, el 19 de septiembre de ese año.
Para proporcionar consuelo al comandante en jefe durante sus últimas semanas, los ingenieros de la marina de Estados Unidos construyeron una unidad de refrigeración que sopla aire caliente sobre un paño empapado en agua, forzando al aire frío a viajar por debajo del aire caliente.
Durante un verano en Washington D.C., que regularmente alcanzó temperaturas de 90 grados Fahrenheit, este sistema fue capaz de enfriar la temperatura de la habitación en 20 grados. Sin embargo, el sistema no podría llamarse eficiente, en el transcurso de dos meses, se usaron medio millón de libras de hielo para mantener cómodo al Presidente.
Willis Haviland Carrier y el aire acondicionado moderno
Si bien el enfriamiento del aire fue uno de los principales focos de desarrollo de los primeros aires acondicionados, hubo otro factor importante en la calidad del aire que no se había abordado hasta principios del siglo XX: la humedad.
Junto con las altas temperaturas, los niveles excesivos de vapor de agua en la atmósfera no solo eran una causa importante de incomodidad humana, sino que también obstaculizaban varios procesos industriales, como las operaciones de impresión de papel.
A principios del siglo XX, a un joven ingeniero de la región de Buffalo, Nueva York, Willis H. Carrier, se le encomendó la tarea de resolver un problema en una imprenta de Brooklyn, la Sackett-Wilhelms Lithographing & Publishing Company.
La empresa había tenido problemas con el secado incorrecto de las tintas y el arrugamiento del papel y se creía que el acondicionamiento del aire podía resolver el problema de alguna manera por lo que se convertiría en el origen del servicio técnico frío industrial. En 1902, Carrier tuvo una gran revelación mientras estaba de pie sobre una brumosa plataforma de trenes en Pittsburgh.
Tenía una idea de que podía controlar la humedad del aire pasándola a través del agua para crear niebla, esencialmente secando el exceso de agua del aire.
Carrier aplicó esta teoría para crear un sistema que podría aumentar o disminuir la humedad del aire dentro de una habitación con fines comerciales. La patente U.S. nº 80.897, titulada Aparato para tratar aire y asignada a Carrier y Buffalo Forge Company, protegió un sistema de tratamiento de aire por pulverización con una pulverización líquida calentada para aumentar la humedad o una pulverización enfriada para reducir la humedad.
El aire fue condicionado al forzarlo a través de una serie de placas separadoras dispuestas en zigzag, el líquido puede ser lixiviado del aire por la fuerza inercial del aire forzado por los ventiladores contra una película depositada en las placas separadoras.
En 1915, Carrier formó parte de un grupo de ingenieros que abandonó Buffalo Forge Company, que cambió las operaciones de investigación y desarrollo a exclusivamente de fabricación y fundó Carrier Engineering Company.
La compañía se dedicó a aumentar las aplicaciones para las tecnologías de aire acondicionado de Carrier, que iban desde instalaciones de fabricación industrial hasta aire de refrigeración para clientes de películas en teatros de interiores.
De hecho, la tecnología de Carrier puede haber llevado al auge de los teatros cuando se instaló en el Teatro Rivoli en el Times Square de Nueva York en 1925, el primero de muchos teatros en instalar unidades de aire acondicionado para satisfacer a las multitudes de verano.
Innovaciones actuales en tecnologías de aire acondicionado
Las estadísticas muestran que el aire acondicionado sin duda ha tomado control en nuestro mundo y muchas personas en los países desarrollados se han acostumbrado a la capacidad de controlar la temperatura de su entorno.
Una patente reciente emitida por la USPTO en el área de unidades de acondicionamiento de aire con ahorro de energía es la patente de Estados Unidos número 8744632, que se titula Sistema y método para operar un ciclo de economizador de un acondicionador de aire.
Este sistema mejora el proceso para alternar entre los ciclos de refrigeración y economizador mediante el análisis del punto de rocío de la atmósfera exterior, así como la temperatura y humedad exterior. Esta patente fue emitida a Airxcel, Inc., de Wichita, KS, en junio de 2013.
Es así como los sistemas, el funcionamiento y los componentes de los aires acondicionados se han implementado y mejorado de forma continua durante el paso de muchos años, ayudando a que nuestros momentos de calor insoportable sean cambiados por una ambientación de mayor comodidad gracias a la tecnología aplicada.