Exploring a new approach to ancient Qanat techniques using earth-air and water-air heat exchangers for efficient natural cooling

Ante la necesidad de investigación en energías renovables que palien los efectos del cambio climático, cobra importancia promover un uso eficiente de los recursos naturales. No obstante, las fuentes de energías renovables, hoy en día, son intermitentes: dependen de las circunstancias del clima.

En los espacios públicos semiabiertos, los métodos de acondicionamiento convencionales son, normalmente, ineficientes. El grupo Termotecnia propone, en esta ocasión, sistemas pasivos de enfriamiento y acondicionamiento del aire que demuestran una mayor eficiencia energética.

El sistema Qanat

El sistema Qanat, inventado hace más de tres mil años en el Imperio Persa, era una técnica de gestión de agua, que se transportaba por canales subterráneos conectados con la superficie a través de acuíferos y pozos.

Termotecnia trae de vuelta este sistema a través del proyecto Cartuja Qanat: un “laboratorio urbano” para mitigar el calor extremo en espacios públicos. El método qanat (técnicas pasivas de enfriamiento) se combina con tecnologías contemporáneas y sostenibles.

Estudio piloto en una localización real

El piloto se sitúa en la Cartuja de Sevilla, en la antigua Avenida I de la Expo 92. El Cartuja Qanat se compone de reservas de agua y un diseño estratégico de adaptación al cambio climático. El objetivo: bloquear la radiación solar y evitar la transferencia de calor tanto por radiación como por el movimiento del aire.

En su interior, alberga un ágora: una plaza en un espacio semiabierto, cubierto por un techo de tres metros de alto que se encaja en una depresión de dos metros por debajo de la superficie de la avenida. Su situación estratégica limita la entrada de aire caliente y favorece el flujo de aire frío.

Por otra parte, ambos lados del ágora contienen reservas de agua previamente refrigerada a través de técnicas naturales. Estas reservas se llaman Qanats, haciendo honor al sistema en el que se inspiran.

  • Reserva de agua bajo tierra. Acumula agua de lluvia y se limpia a través de filtros industriales.
  • Conductos bajo tierra. Mantienen la temperatura estable. El aire entra por una torre de viento y, después, se libera en el ágora.
  • Conductos subterráneos. Una tubería horizontal sumergida en el Qanat realiza la transferencia de calor a través del agua, transportando aire más frío desde los niveles bajos hasta el ágora.
  • Tecnología regenerativa-evaporativa. Trata el aire del exterior durante las horas nocturnas, permitiendo aumentar la humedad y previniendo la saluración del suelo.
  • Tecnología de enfriamiento natural: evaporador de película descendente (Falling Film). El agua circula alrededor de los colectores fotovoltaicos del techo por tubos de PVC, mejorando la capacidad de enfriamiento del sistema.
  • Producción de energía eléctrica: el sistema fotovoltaico instalado en el techo genera la electricidad necesaria para operar el Cartuja Qanat durante el día y la noche.

Adaptarnos a un cambio climático irreversible

Los resultados experimentales han demostrado que se puede reducir la temperatura del aire en hasta 8ºC durante las horas más calurosas del día. Además, el sistema es sostenible, al no depender de energías no renovables. Por otra parte, su integración permitiría reducir las emisiones de gas invernadero, evitando las soluciones convencionales de aire acondicionado.

La combinación de prácticas de ingeniería contemporánea -con especial atención en las energías renovables- y técnicas milenarias de acondicionamiento promueven la adaptación de las ciudades al cambio climático. En el futuro, será necesario que los modelos urbanos reduzcan significativamente la huella de carbono, gestionando la energía de forma sostenible.


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