Una métrica de un siglo de antigüedad que gobierna la planificación energética de todo el continente americano tiene una falla estructural: ignora la humedad. Esa es la conclusión de un estudio liderado por científicos de la Universidad de Hawái (UH) en Mānoa y publicado en la revista científica Nature Communications, que propone un indicador alternativo capaz de medir mejor la demanda real de los sistemas de enfriamiento a medida que el clima cambia.
Los llamados "grados-día de enfriamiento" —cooling degree days, en inglés— se utilizan desde hace décadas para que empresas eléctricas, operadores de redes, planificadores energéticos e ingenieros anticipen cuánta electricidad consumirán los sistemas de aire acondicionado y refrigeración en distintas épocas del año.
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Los mercados financieros también negocian futuros sobre este indicador para cubrirse ante los efectos de los veranos inusualmente calurosos. Sin embargo, la métrica tradicional solo toma en cuenta la temperatura, y eso, según los investigadores, distorsiona los cálculos en ambas direcciones.
Jake Casselman, investigador posdoctoral de Ciencias Atmosféricas en la Escuela de Ciencia y Tecnología del Océano y la Tierra (SOEST) de UH Mānoa, advirtió que las consecuencias prácticas de esa distorsión son relevantes.
“Si esa vara de medir es sesgada de maneras que dependen del clima de cada región, entonces las decisiones de planificación construidas sobre ella también son sesgadas”, señaló Casselman en declaraciones recogidas por la Universidad de Hawái. Eso puede significar construir la cantidad equivocada de generación de energía en el lugar equivocado, o subestimar dónde la red eléctrica está más expuesta durante una ola de calor.
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Para subsanar ese déficit, Casselman y Christina Karamperidou, profesora de Ciencias Atmosféricas en SOEST, combinaron física del clima con ingeniería de refrigeración. Desarrollaron una versión actualizada del indicador —los "grados-día de enfriamiento efectivos“— que incorpora un modelo simplificado del ciclo de refrigeración, la misma física que rige cada aire acondicionado y cada refrigerador, para estimar con qué eficiencia un sistema de enfriamiento puede extraer calor bajo distintas condiciones atmosféricas.
El equipo aplicó la nueva métrica a 50 años de datos meteorológicos de alta resolución, de 1971 a 2020, en toda América del Norte.
Qué mostró el nuevo indicador
Los resultados revelan que la eficiencia de los sistemas de enfriamiento ha caído entre 2% y 4% por década desde 1971, una merma que el indicador tradicional no detecta.
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Además, la métrica convencional sobreestima la demanda de enfriamiento en algunas regiones y la subestima en otras, lo que puede llevar a una asignación incorrecta de infraestructura.
La dimensión de la humedad introdujo hallazgos que los propios autores destacaron. En zonas desérticas como el suroeste de Estados Unidos, donde se esperaba que la eficiencia cayera al ritmo del alza de temperaturas, el efecto del aire cada vez más seco compensó en parte ese deterioro: en algunos puntos, el rendimiento se mantuvo estable o incluso mejoró.
En las regiones húmedas del continente, en cambio, el calor y la humedad se potencian mutuamente, lo que eleva la carga energética por encima de lo que la temperatura por sí sola indicaría. “Estos dos efectos jalan en direcciones opuestas a lo largo del continente —lo que terminamos llamando una ‘pugna’—, algo que una perspectiva basada solo en temperatura no revelaría”, explicó Casselman.
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Las regiones que más aumentarán su demanda
El equipo también proyectó el aumento futuro de la demanda de enfriamiento con base en 19 modelos climáticos bajo un escenario de altas emisiones.
“Las regiones con los mayores aumentos futuros en la demanda de enfriamiento son el Noroeste, los Grandes Lagos y el Atlántico Medio, donde algunas zonas de la red eléctrica podrían ver más que duplicarse la demanda de electricidad relacionada con el enfriamiento a mediados de siglo en este escenario de peores casos de altas emisiones", advirtió Karamperidou.
La investigación fue habilitada en parte por la colaboración con el Environmentally Applied Refrigerant Technology Hub (NSF ERC EARTH), financiado por la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) de Estados Unidos, del que UH es institución socia.
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