Técnicamente, el “aire acondicionado” no es simplemente un mecanismo para enfriar un espacio, sino un sistema integral diseñado para regular de forma simultánea cuatro variables fundamentales del aire en un entorno cerrado: su temperatura, su humedad, su limpieza y su circulación. Aunque coloquialmente asociamos el término casi en exclusiva con incorporar frío a locales cerrados para hacerlos confortables los días calurosos, la definición técnica abarca mucho más que la simple climatización térmica.

Asociado a lo que se conoce como climatización mecánica el término “aire acondicionado”, introducido en el vocabulario técnico por el ingeniero textil estadounidense Stuart W. Cramer en mayo de 1906, paulatinamente se convirtió en antítesis sustitutiva de las técnicas pasivas de enfriamiento: conjunto de estrategias de diseño arquitectónico, urbanístico y constructivo orientadas a lograr el confort térmico en el interior de los edificios, que apelan fundamentalmente al aprovechamiento de los principios físicos naturales —como la termodinámica, la radiación solar, la aerodinámica y el ciclo del agua— a través de la propia manipulación de la envolvente y la geometría del edificio.

Por otro lado, debido a la asociación generalizada que damos al aire acondicionado con el enfriamiento de ambientes para hacerlos agradables frente al calor exterior, cabe acotar que su contraparte, la calefacción, no solo puede considerarse una variante, sino uno de sus componentes fundamentales en su sentido amplio y profesional. Así, en el ámbito técnico global, el sector se conoce bajo las siglas HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning), que en español se traduce simplemente como “climatización”. Bajo este paraguas, tanto calentar como enfriar un espacio forman parte de un mismo objetivo: regular y mantener el confort térmico interior sin importar cuán extremo sea el clima exterior. Por tanto, el acondicionamiento del aire abarca cualquier manipulación de las propiedades térmicas del entorno. Calentar un espacio frío es tan parte del aire acondicionado como enfriarlo en un día agobiante.

Por esta vía, si queremos ir lo más lejos posible, se podría afirmar que el ser humano viene lidiando desde hace mucho tiempo tanto con las temperaturas sofocantes como con el frío extremo. Por un lado, se tiene evidencia de que los antiguos egipcios entendieron el poder de la evaporación con fines de enfriamiento siendo las primeras personas en utilizar una forma rudimentaria de aire acondicionado colgando paños húmedos en las puertas para crear un efecto de enfriamiento cuando el viento soplaba y circulaba por las estancias.

También, es harto conocido que ya los primeros homínidos (como el Homo erectus) utilizaron el fuego como sistema de calefacción desde hace por lo menos 400 000 años, mediante el uso de fogatas para abrigarse y calentar el interior de las cuevas o refugios primitivos, pudiéndose ubicar entonces el primer acto de climatización presente en la cultura humana. Además, es un hecho que desde los sistemas de suelo radiante (hipocaustos) de la antigua Roma y las chimeneas tradicionales hasta las calderas de vapor y radiadores de hierro del siglo XIX, la humanidad priorizó durante milenios la lucha contra el frío por sobre el calor para sobrevivir en latitudes templadas y boreales.

La prueba más clara de que calefacción y refrigeración son dos caras de la misma tecnología es el equipo de bomba de calor reversible con que en la actualidad se climatiza en ambos sentidos: estos aparatos emplean exactamente el mismo ciclo termodinámico de compresión de gas y los mismos componentes mecánicos (compresor, evaporador, condensador y válvula de expansión). En modo frío (verano), el equipo absorbe el calor del interior de la estancia y lo expulsa al exterior. En modo calor (invierno), el ciclo se invierte mediante una válvula: el sistema extrae calor del aire exterior (incluso cuando la temperatura ambiente es baja) y lo transfiere al interior del edificio.

Otro asunto que vale la pena aclarar de entrada, antes de detenernos en el origen y evolución del aire acondicionado tal y como hoy lo conocemos, es la diferencia clave que existe con otro concepto: el de refrigeración, ya que a menudo se confunden ambos términos, pero tienen propósitos distintos:

• La refrigeración tiene como único objetivo reducir y mantener la temperatura de un espacio o sustancia por debajo de la temperatura ambiente (como ocurre en el interior de una nevera o una cámara frigorífica de alimentos).
• El aire acondicionado, en cambio, está concebido primordialmente para el confort y la habitabilidad humana (o para procesos industriales delicados), controlando de manera integral las propiedades físicas y químicas del aire respirable.

Entrando en la materia a la cual nos convoca el anuncio que ilustra nuestra postal del día de hoy, podemos afirmar que el origen y la evolución del aire acondicionado representan uno de los hitos tecnológicos más transformadores de la era moderna, cambiando no solo industrias enteras y la salud pública, sino también la arquitectura y el urbanismo global.

Como ya adelantamos, mucho antes de la invención de los sistemas mecánicos, las civilizaciones buscaron métodos ingeniosos para mitigar el calor. A modo de ejemplos podemos citar como en el mundo islámico y persa se empleaban patios interiores con fuentes, muros de gran inercia térmica y las llamadas torres de viento (badgirs) para capturar y enfriar corrientes de aire por evaporación; o cómo desde la antigüedad se construían pozos de nieve y también locales subterráneos para conservar hielo recolectado durante el invierno, utilizándolo en verano para refrescar estancias y alimentos.

Es así como habría que ubicar en los primeros experimentos realizados en el siglo XIX los antecedentes más directos del nacimiento del aire acondicionado moderno. Concretamente, en 1820, el físico británico Michael Faraday descubrió que comprimir y licuar amoníaco permitía enfriar el aire al evaporarse. Años más tarde, en 1851, el médico estadounidense John Gorrie diseñó una máquina de hielo rudimentaria para enfriar las habitaciones de pacientes con fiebre amarilla en Florida. También se sabe que entre los años 1870-1880 las fábricas de cerveza utilizaron los primeros compresores de amoníaco mecánicos para enfriar las tinas de fermentación y las bodegas de almacenamiento sin depender del hielo natural, y que empacadoras de carne y mataderos alrededor de 1880 instalaron sistemas de refrigeración por salmuera para evitar la descomposición del producto alimenticio.

El punto de inflexión tecnológico definitivo ocurrió el 17 de julio de 1902, cuando el ingeniero estadounidense Willis Haviland Carrier (1876-1950) diseñó el primer sistema de climatización moderno eléctrico. Curiosamente, en aquel momento Carrier no orientó su búsqueda hacia el confort humano sino más bien a resolver técnicamente un problema industrial: controlar el calor y la humedad extrema en la imprenta Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Co. en Brooklyn, Nueva York, donde el descontrol de tales variables, particularmente agudo durante el verano, deformaba el papel y arruinaba la alineación de las tintas en las impresiones a color.

Carrier desarrolló un sistema capaz de regular con precisión y de forma simultánea la temperatura y la humedad relativa del ambiente de la imprenta neoyorquina haciendo pasar el aire a través de serpentines enfriados con agua, invento que no solo resolvió el problema inicialmente planteado, sino que transformó la industria. De hecho, la sede de la imprenta Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Co. es considerado el primer edificio industrial que funcionó con aire acondicionado en el mundo.

Cuando Carrier puso a prueba su invento trabajaba en Buffalo Forge Company, empresa fundada en 1878 por los hermanos William F. Wendt y Henry W. Wendt dedicada inicialmente a la fabricación de forjas de herrero, ventiladores, sopladores e ingenios mecánicos para la evacuación de humo y ventilación industrial y que ya para finales del siglo XIX, comenzó a expandirse hacia el diseño de sistemas de calefacción por serpentines de vapor y ventilación forzada para fábricas y recintos de gran escala. Carrier, quien había entrado a trabajar allí en junio de 1901 recién graduado de la Universidad de Cornell con el título de ingeniero mecánico, propuso a la directiva la creación de un departamento experimental de investigación para ensayar el rendimiento real de los serpentines de calefacción y los ventiladores, sentando las bases del método empírico dentro de la firma.

Ante el éxito comercial y técnico de los proyectos de acondicionamiento térmico e higrométrico en la industria textil, farmacéutica e imprentas, Buffalo Forge Company decidió crear una división subsidiaria dedicada exclusivamente a este mercado con la importante participación de Carrier. De tal manera, en 1907 se constituyó formalmente la Carrier Air Conditioning Company of America, como filial propiedad de Buffalo Forge Company con Carrier como vicepresidente e ingeniero jefe, continuando desde allí sus investigaciones. Aunque ya había patentado en 1906 su «aparato de tratamiento de aire», publicará en 1911 su célebre trabajo teórico Rational Psychrometric Formulae ante la American Society of Mechanical Engineers (ASME), es decir, las cartas psicrométricas que sentaron las bases científicas de la ingeniería de climatización.

Tras el estallido en 1914 de la Primera Guerra Mundial y las dificultades económicas que atravesaba Buffalo Forge Company, ésta, buscando reducir costes y limitar su exposición a proyectos no esenciales, decidió disolver Carrier Air Conditioning Company of America y retirar a la empresa del negocio del aire acondicionado para reenfocarse estrictamente en su línea tradicional de ventiladores y maquinaria pesada.

Ante este escenario, Willis Carrier junto con J. Irvine Lyle (quien gestionaba las ventas de la filial) y otros cinco jóvenes ingenieros de la plantilla, negándose a abandonar el desarrollo de la ingeniería psicrométrica, decidieron reunir sus ahorros personales para comprar las patentes pertinentes y fundar la Carrier Engineering Corporation el 26 de junio de 1915, estableciendo su primera oficina central en Newark, Nueva Jersey.

Desde entonces Carrier (como se le conoce comúnmente) se dedicó de manera casi exclusiva a la ingeniería de acondicionamiento de aire industrial por encargo y al diseño de sistemas para el control higrométrico (humedad) en procesos de fabricación.

No fue sino hasta 1922 —con la invención de su enfriador centrífugo (centrifugal chiller)— cuando la empresa comenzó la transición progresiva desde el sector exclusivamente industrial hacia la climatización de espacios públicos (cines, tiendas por departamentos y rascacielos) y, décadas más tarde, al mercado residencial asumiendo el protagonismo principal en el ramo.

En 1930 tras fusionarse con Brunswick-Kroeschell Company y York Heating & Ventilating Corporation, la empresa pasó a denominarse Carrier Corporation. En 1979 fue adquirida por el conglomerado industrial United Technologies Corporation (UTC), formando su división de climatización y en 2020 tras la reestructuración de UTC, la compañía volvió a cotizar como una empresa independiente bajo el nombre de Carrier Global Corporation, consolidándose como una de las corporaciones más grandes del mercado global de HVAC.

A Carrier le correspondió protagonizar buena parte de las innovaciones y avances que se dieron a lo largo del siglo XX, entre las cuales se encuentra el haber inventado en 1922, como ya se indicó, la primera enfriadora centrífuga (o chiller), la cual abrió la puerta al mundo del aire acondicionado de confort a gran escala. También proveyó por primera vez de aire acondicionado a diferentes tipologías edilicias como, por ejemplo:

• el Allegheny General Hospital, Pitsburgh, Pensilvania -1906- primer centro de salud en tierra con sistema centralizado de tratamiento de aire;

• el emblemático almacén Famous-Barr, ubicado en el edificio Railway Exchange de St. Louis, Missouri, primera tienda por departamentos en incorporar sistemas de enfriamiento en 1914;

• la mansión de Charles Gates en Minneapolis, Minnesota primera aplicación de aire acondicionado en una residencia en 1914.

• la gigantesca tienda J.L. Hudson’s en Detroit que se convirtió en 1924 en pionera al instalar los avanzados compresores centrífugos (chillers) diseñados por Willis Carrier, logrando un confort térmico uniforme en todo su complejo de varios pisos;

• el edificio Milam, San Antonio, Texas, primer edificio de oficinas de gran altura (21 pisos) en todo el mundo en incorporar aire acondicionado centralizado en su construcción original (1928);

• The St. Anthony Hotel, San Antonio, Texas, primer hotel del mundo en contar (1935-1936) con un sistema de aire acondicionado centralizado que cubría la totalidad del edificio (salas comunes y habitaciones de huéspedes);

• el Washington National Airport (hoy conocido como Ronald Reagan Washington National Airport), en Virginia, Estados Unidos, inaugurado en junio de 1941, primer aeropuerto del mundo que tuvo un sistema de aire acondicionado centralizado en su terminal de pasajeros.

Sin embargo, Carrier tuvo a inicios del siglo pasado una clara competencia en otras dos empresa pioneras: la Ice and Cold Machine Company, una firma de ingeniería y refrigeración industrial masiva creada en 1878 con sede en San Luis, Missouri, por Charles Ball donde participó de manera decisiva el ingeniero Thomas L. Rankin que, al igual que Carrier en sus comienzos utilizaba el amoníaco como elemento fundamental para sus sistemas de compresión; y la Wittenmeier Machinery Company fundada en Chicago en 1917 por Frederick Wittenmeier, que se especializó exclusivamente en el diseño y manufactura de maquinaria de refrigeración basada en el sistema de dióxido de carbono (CO₂).

La Ice and Cold Machine Company sería la responsable de diseñar (a través de Thomas L. Rankin) y mantener la primera superficie congelada del Madison Square Garden (1879) y de climatizar el primer espacio de uso público en el cual las personas experimentaron la refrigeración artificial con fines de confort: el Missouri State Building durante la Exposición Universal de San Luis en 1904.

Por su parte la Wittenmeier Machinery Company climatizaría el primer espacio público hotelero: el salón de eventos Gold Room del Congress Hotel (Chicago, 1907), y también el Central Park Theater (Chicago, 1917), teatro construido por la legendaria cadena cinematográfica Balaban & Katz, primera sala en instalar un sistema pionero de refrigeración mecánica, toda una revolución que permitió ver cine confortablemente durante los meses de verano.

Será la invención en 1928 del Freón (nombre comercial de los clorofluorocarbonos -CFCs-), sintetizado por el químico Thomas Midgley Jr. para Frigidaire (una división de General Motors), lo que eliminaría el uso de gases peligrosos como el amoníaco (NH₃) o el dióxido de azufre (SO₂) -tóxicos e inflamables- u otros como el dióxido de carbono (CO₂) que requería presiones de operación masivas y compresores gigantescos, inviables para espacios pequeños, abriéndole las puertas a otra tecnología donde aparecería el electrodoméstico masivo, seguro y de uso cotidiano, cosa que Carrier supo aprovechar inteligentemente por sobre la competencia.

A pesar de que Willis Carrier defendía y utilizaba con gran éxito el Carrene (su propio refrigerante seguro a base de diclorometano) en sus famosas enfriadoras centrífugas desde 1922, la llegada del Freón supuso un cambio de paradigma que la empresa no dejó pasar. Con la asimilación del Freón (un gas no tóxico, no inflamable y de baja presión), Carrier pudo dar el salto definitivo desde los masivos proyectos arquitectónicos (como cines y rascacielos) hacia los sistemas residenciales que terminaron por democratizar el confort térmico desde que en 1931 H.H. Schultz y J.Q. Sherman inventaron el primer aire acondicionado de ventana.

El sistema, altamente oneroso en sus comienzos se impuso definitivamente en 1947 cuando el ingeniero Henry Galson abarató los costos desarrollando unidades de ventana compactas y económicas y estableció líneas de producción para varios fabricantes. El modelo de Galson fue producido y masificado por grandes marcas industriales de la época como Fedders, Carrier y General Electric, logrando vender decenas de miles de unidades en su primer año y convirtiéndolo en un electrodoméstico común para los hogares hecho que propició una migración demográfica y un auge económico masivo en regiones de climas cálidos.

Posteriormente, en la década de 1960, las empresas japonesas popularizaron los sistemas Split (separando el compresor exterior del evaporador interior para eliminar el ruido) y, a partir de los años 80, los sistemas Inverter: motores de corriente continua modulados que permiten que el compresor no tenga que encenderse y apagarse constantemente, sino variar su velocidad según la demanda, reduciendo el consumo eléctrico en más de un 40 %. El primer minisplit, también conocido como sistema sin ductos, fue desarrollado por Mitsubishi en 1959.

Aunque el Freón impulsó la era dorada de la climatización global durante más de medio siglo, su estabilidad química ocultaba un grave problema a largo plazo. En los años 70 y 80, la ciencia demostró que los CFC ascendían intactos a la estratosfera, donde la radiación solar rompía sus moléculas y liberaba átomos de cloro que destruían la capa de ozono.

Esto dio pie a la firma el 16 de septiembre de 1987 del Protocolo de Montreal (entrando en vigor formalmente el 1 de enero de 1989), obligando a la industria a evolucionar nuevamente, abandonando el Freón original (R-12, R-22) en favor de hidrofluorocarbonos (HFC) y, más recientemente, retornando de forma irónica a sistemas modernos y optimizados de CO₂ e hidrocarburos naturales. También ha llevado a replantearse la importancia de incorporar estrategias asociadas a técnicas pasivas de enfriamiento en el diseño integral de climatización de cualquier edificación, tema que cabría desarrollar en extenso en otro artículo.

En la actualidad, la evolución del aire acondicionado se enfoca en tres ejes:

1. Refrigerantes de bajo PCA (GWP): Transición hacia hidrofluoroolefinas (HFO) y refrigerantes naturales como el Propano (R-290) o el (R-744), que prácticamente no impactan en el efecto invernadero.
2. Bombas de calor de altísima eficiencia (Heat Pumps): Capaces de extraer calor del aire exterior incluso a temperaturas bajo cero (hasta ), reemplazando las calderas de gas y fósiles para calefacción.
3. Climatización conectada e Inteligencia Artificial: Integración de IoT, sensores de presencia y algoritmos predictivos que ajustan el consumo del equipo según los patrones de uso, las tarifas eléctricas en tiempo real y el pronóstico meteorológico exterior.
4. Calidad de aire interior (IAQ): Incorporación masiva de tecnologías de purificación pasiva y activa (filtros HEPA, luz UV-C, ionizadores plasmáticos y sensores de  o partículas ).

Si bien el aire acondicionado permitió romper con las limitaciones de la ventilación cruzada tradicional facilitando el diseño de rascacielos con fachadas completamente acristaladas y espacios interiores profundos o herméticamente sellados, hizo habitables y altamente productivas regiones de climas extremos o tropicales y ha brindado un soporte vital a la tecnología e industria moderna, a la salud pública y a la productividad, también ha obligado a la industria a enfrentar desafíos ecológicos críticos relacionados con la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental. Es por ello por lo que el debate entre el uso del aire acondicionado y la sostenibilidad energética y la búsqueda de su justo equilibrio es uno de los dilemas centrales de la transición ecológica contemporánea.

Nota

El presente artículo fue elaborado con el apoyo de Gemini de Google, asistente de inteligencia artificial.

ACA

Procedencia de las imágenes

Postal. Revista SVA, nº 1, agosto 1959

1 y 4. Historias de la Historia (https://historiasdelahistoria.com/2020/01/21/aire-acondicionado-y-refrigeracion-en-la-antiguedad)

2. Muy Interesante (https://muyinteresante.okdiario.com/ciencia/23214.html)

3. caloryfrio.com (https://www.caloryfrio.com/calefaccion/bomba-de-calor/bomba-de-calor.html)

5. @ale_lopez_meono (https://www.instagram.com/p/DJUtEZRu_Jm/) y History of Air Conditioning (https://www.energy.gov/articles/history-air-conditioning#:~:text=1929.%20Building%20off%20refrigeration%20technology%2C%20Frigidaire%20introduces,can%20be%20placed%20on%20a%20window%20ledge)

6, 9, 11, 13, 14, 18. Carrier Transicold (https://www.carrier.com/truck-trailer/es/latin-america/sobre-carrier/historia/)

7. Wikipedia. Stuart W. Cramer (https://en-wikipedia-org.translate.goog/wiki/Stuart_W._Cramer?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc); e History of Air Conditioning (https://www.energy.gov/articles/history-air-conditioning#:~:text=1929.%20Building%20off%20refrigeration%20technology%2C%20Frigidaire%20introduces,can%20be%20placed%20on%20a%20window%20ledge)

8. History of Buffalo (https://buffaloah.com/h/bfloforge/)

10. Carrier (https://www.williscarrier.com/weathermakers/1915-1922/)

12. Carrier Logo (https://1000logos.net/carrier-logo/)

15. reddit (https://www.reddit.com/r/Oceanlinerporn/comments/1mmtb2y/the_glorious_mv_victoria_of_1931/?tl=es-419)

16. Positively Pittsburgh (https://positivelypittsburgh.com/history-of-pittsburghs-hospitals/)

17. Built St. Louis (https://www.builtstlouis.net/opos/railwayexchange.html)

19. Historic Detroit. org (https://historicdetroit.org/galleries/hudsons-department-store-old-photos)

21. Historic Hotels of the World (https://www.historichotelsthenandnow.com/stanthonysanantonio.html)

22. Getty Images (https://www.gettyimages.com.mx/search/2/image?phrase=municipal+airports&tracked_gsrp_landing=https%3A%2F%2Fwww.gettyimages.com.mx%2Fphotos%2Fmunicipal-airports)

23. Wikipedia (https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Louisiana_Purchase_Exposition_St._Louis_1904.jpg); y Missouri Historic Museum (https://www.facebook.com/photo?fbid=1561265519362497&set=pcb.1561265606029155)

24. Forgotten Chicago Discussion Group (https://www.facebook.com/groups/forgottenchicago/posts/10159131605169520/); y Preservation Chicago (https://www.preservationchicago.org/sun-times-editorial-an-early-movie-palace-in-north-lawndale-deserves-landmark-status-chicago-7-2012/)

25. Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Midgley_Jr.) y (https://en.wikipedia.org/wiki/Freon)

26. History of Air Conditioning (https://www.energy.gov/articles/history-air-conditioning#:~:text=1929.%20Building%20off%20refrigeration%20technology%2C%20Frigidaire%20introduces,can%20be%20placed%20on%20a%20window%20ledge); y @lhdottie (https://www.instagram.com/p/CzwC2XjsnGw/)

27. History of Air Conditioning (https://www.energy.gov/articles/history-air-conditioning#:~:text=1929.%20Building%20off%20refrigeration%20technology%2C%20Frigidaire%20introduces,can%20be%20placed%20on%20a%20window%20ledge)

28. ZEEL Project (https://zeelproject.com/es/16263-air-conditioning-mitsubishi-3.html)

29. Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Air_conditioning)

30. Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sears_Tower,_Wacker_Drive_and_Jackson_Boulevard,_Chicago,_IL_-_54189600901.jpg); y (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_Looney_House.jpg)