Imagínese que pudiera calentar o enfriar su casa simplemente arrancando del aire el nivel de confort deseado. Literalmente.
La empresa israelí ThermoTerra está convirtiendo esa visión en un novedoso sistema de energía renovable que aprovecha la energía de las fluctuaciones de humedad.
“El vapor de agua del aire que se absorbe en un material absorbente transfiere una cantidad significativa de energía”, explica el fundador y director general de ThermoTerra, Dror Zchori.
Lo sabemos intuitivamente. Cuando el agua se evapora, provoca un efecto de enfriamiento. Piense en el cuerpo humano: cuando tenemos calor, producimos sudor que, al evaporarse, evita que nos sobrecalentemos.
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Cuando el vapor de agua es absorbido o se condensa en un material, ocurre lo contrario: genera calor.
En un día caluroso, la tecnología de ThermoTerra introduce el aire caliente y seco del ambiente en una casa u oficina. Se almacena en el interior del aislamiento de las paredes del edificio: el hormigón de cáñamo, el gel de sílice o el aislamiento de lana de madera absorben especialmente bien la humedad, dice Zchor. Cuando el aire se evapora posteriormente, absorbe energía y enfría el edificio.
Cuando las temperaturas son más frías, entra aire frío y húmedo; al ser absorbido, calienta el aire, calentando la casa o la oficina.
“Es un fenómeno natural”, dice Zchori.
El sistema ThermoTerra se controla mediante sensores empotrados en las paredes. Unos algoritmos inteligentes controlan cuándo debe entrar aire caliente o frío y cuándo debe salir. Los algoritmos aprenden las preferencias del propietario y ajustan automáticamente la temperatura en consecuencia. También pueden aprovechar las previsiones meteorológicas externas.
“Si ahora hace mucho calor, pero el sistema sabe que dentro de una semana hará frío, puede almacenar agua por adelantado”, dice Zchori.
La necesidad de nuevas tecnologías como ThermoTerra es indiscutible: Alrededor del 40% de la energía de los edificios se gasta en calefacción y refrigeración, y los edificios representan el 30% del consumo energético mundial.
Tres componentes
Para hacer su magia, ThermoTerra requiere integrar una estructura de conductos y tuberías en una nueva pared. En los edificios existentes, se puede añadir a las paredes una nueva fachada con aislamiento incorporado y conductos.
Esto puede ocupar unos pocos centímetros, pero el impacto medioambiental y el ahorro económico son significativos: Zchori calcula que la incorporación de la tecnología ThermoTerra en la construcción de un edificio puede reducir los costes de calefacción y refrigeración a la mitad “e incluso a cero en algunos casos”.
Un ventilador inteligente insertado en la pared, controlado por los algoritmos, mueve el aire caliente o frío según sea necesario. Esta es la única parte del sistema que requiere electricidad.
El sistema de ThermoTerra consta de tres componentes principales:
- Depósito de almacenamiento: material especial de absorción empaquetado en el interior de una pared con canales de aire diseñados para un flujo de aire máximo.
- Un sistema de ventiladores, conductos y amortiguadores.
- ActiveMemBrain, compuesto por sensores inteligentes IoT, el controlador, los algoritmos y la computación en la nube.
Utilizando materiales especiales que pueden absorber una gran cantidad de agua, combinados con el sistema de control pendiente de patente de la empresa, ThermoTerra utiliza las variaciones de humedad para “cargar” el material aislante -haciéndolo más seco en invierno o más húmedo en verano- y luego forzar el aire a través del material para liberar aire caliente o frío según sea necesario.
Al hacer pasar constantemente ese aire ambiente a través de su sistema, ThermoTerra suaviza los picos y las caídas, de modo que tanto los ciclos de temperatura como los de humedad son más superficiales, lo que da lugar a un entorno más confortable.
Un impacto real
A Zchori se le ocurrió la idea de ThermoTerra cuando estaba construyendo su propia casa ecológica en Amirim, una comunidad rural de Galilea conocida por su conciencia medioambiental y donde ThermoTerra tiene ahora su sede.
“Puse toda la tecnología que conocía para hacer una casa de energía cero”, cuenta Zchori a ISRAEL21c.
“La casa estaba totalmente fuera de la red. No usé madera ni ninguna otra energía. Así que, en invierno, tenía frío”.
La formación de Zchori en biotecnología, agricultura, ingeniería mecánica y construcción ecológica le llevó a darse cuenta de que podía aplicar la refrigeración y la calefacción por humedad utilizando “materiales naturales, sencillos y disponibles, en lugar de elementos raros o materiales sofisticados que tenemos que importar”.
Zchori señala que si se deja un periódico al sol, “se vuelve muy seco y crujiente. Si lo pones en una habitación ‘húmeda’, absorbe un poco de humedad y vuelve a ser flexible”.
Este principio es común a todo tipo de materiales. Las construcciones tradicionales de barro y arcilla son muy buenas para mantener el frío fuera y el calor dentro mediante la humedad.
Aprovechando las fluctuaciones naturales de la humedad, Zchori descubrió que podía aumentar la temperatura de su casa de 12 grados Celsius (53,6 Fahrenheit) a 26 C (78,8 F).
La casa de Zchori resultó no ser una buena prueba de concepto, señala. “Es una casa especial. Quería demostrar que nuestro enfoque podía funcionar en edificios más comunes, en los que pudiéramos tener un impacto real”.
Un cambio en el mundo
Zchori fundó ThermoTerra en 2015 con el abogado de patentes Jeremy Rutman y el experto en análisis de datos Yonatan Nathan. La empresa emplea a cinco personas.
El dinero ha venido del Ministerio de Energía israelí, de la Autoridad de Innovación de Israel y de los fundadores. La empresa está solicitando una beca de investigación de la UE.
ThermoTerra también recibió financiación del acelerador Quantum Hub, del que es patrocinador el fabricante israelí de aire acondicionado Tadiran.
“Hablamos con sus ingenieros para colaborar en la reducción de la cantidad de energía necesaria para resolver sus problemas de humedad”, dice Zchori. Al equipo le apasiona lo que hace.
“Un programador muy bueno se acercó a nosotros al principio”, dice Zchori. “Le dije que no teníamos dinero para pagar sueldos. Me dijo: ‘No me interesa un sueldo. Llevo años trabajando para una empresa de tarjetas de crédito en la IA que hará que la gente compre más. Quiero hacer un cambio en el mundo’“.
Aprovechar la humedad
Zchori calcula que costará unos 3.400 dólares poner en marcha una vivienda particular de 100 metros cuadrados con calefacción y refrigeración por fluctuación de humedad.
Los servicios de valor añadido incluirán la detección de fugas de humo y gas y el control y filtrado de la contaminación del aire interior.
ThermoTerra no diseñará su propio aislamiento. “No queremos ser quienes construyan la parte pasiva del sistema. Así que colaboraremos con contratistas”, dice Zchori.
La empresa está buscando esa colaboración, ya que se encuentra en la fase de desarrollo del producto con experimentos en distintas partes de Israel.
En el futuro, Zchori se imagina que ThermoTerra se utilizará para refrigerar coches. “Cuando un coche está sentado al sol, se calienta. Podemos enfriarlo utilizando el agua evaporada que se recoge durante la noche”.
Ya sea en un coche, en una casa o en algún lugar en el que ni siquiera Zchori ha pensado todavía, “la refrigeración y la calefacción son una necesidad básica. Estamos dando el poder a la gente para que sus casas se autoenfríen y autocalienten”.