El enfriamiento pasivo es un método que incorpora diseño y tecnología para enfriar un edificio sin el uso de energía. Las técnicas de enfriamiento tradicionales, como el aire acondicionado o el enfriamiento por evaporación, dependen de la energía para operar compresores y ventiladores que enfrían un espacio a la fuerza. Por lo general, dicha energía se compra a una empresa de servicios públicos local y se genera mediante la quema de combustibles fósiles que pueden tener efectos degradantes en el medio ambiente. Las técnicas de enfriamiento pasivo no requieren energía y van desde simples, como sombrear el edificio, hasta más complejas, como el diseño de edificios estratégicos. El uso de tales técnicas puede reducir o eliminar la necesidad de enfriamiento motorizado.
En climas más cálidos, particularmente en regiones áridas, el enfriamiento es el principal problema ambiental de los edificios. Hay dos fuentes principales de calor no deseado que deben abordarse para mantener el interior del edificio cómodo para los ocupantes. La luz solar directa en un edificio, especialmente en las ventanas, es una fuente importante de ganancia de calor para la mayoría de los edificios. La infiltración de aire caliente a través de grietas y hendiduras y la transferencia de calor a través de materiales de construcción también afectan la temperatura interior.
Generalmente, el método más simple de enfriar un edificio es evitar que se caliente en primer lugar. La orientación estratégica de un edificio para minimizar la exposición solar directa, especialmente durante la parte más calurosa del día, puede reducir significativamente su carga de calor. Una vez que se ha construido una estructura, el uso de protectores solares o toldos, así como el diseño de jardines estratégicos, pueden ayudar a evitar la exposición directa al sol. Cuando no se pueda evitar la exposición directa, como en un techo, se pueden emplear técnicas reflectantes para evitar el calentamiento no deseado. Por ejemplo, un techo puede estar revestido con un revestimiento blanco reflectante para reducir el calentamiento en un área grande sin protección.
Las técnicas de enfriamiento pasivo también pueden prevenir el calentamiento al reducir la infiltración de calor en la estructura. El calor fluye naturalmente desde áreas de mayor temperatura, como al aire libre en verano, a áreas de menor temperatura, como el interior confortable de una casa. Calafatear y agregar burletes alrededor de ventanas y puertas, por ejemplo, reduce el área a través de la cual el aire caliente no deseado puede ingresar a una estructura. El aislamiento es un material con una alta resistencia al flujo de calor. Agregar aislamiento a un edificio impide la transferencia no deseada de calor del ambiente exterior más caliente al espacio interior que se mantiene fresco.
Aunque se puede evitar mucho calentamiento, a menudo no es posible mantener una estructura a una temperatura agradable simplemente evitándolo. Otra estrategia de enfriamiento pasivo implica enfriar la estructura por convección. La convección es un proceso en el que el calor se transfiere de un lugar a otro mediante el movimiento de moléculas de un gas o líquido.
Las rejillas de ventilación y las ventanas incorporadas estratégicamente en el diseño de un edificio, por ejemplo, pueden dirigir el aire caliente fuera de la casa mientras se aspira aire frío para reemplazarlo. El aire más caliente es más flotante que el aire más frío y se eleva naturalmente por sí solo. Los respiraderos colocados cerca del techo en el lado de la casa lejos de los vientos predominantes pueden ayudar a que este aire más caliente escape de la estructura. Para reemplazarlo con aire fresco, las rejillas de ventilación y las ventanas se pueden colocar bajas en el costado de la casa en el camino del viento predominante. Entonces es una simple cuestión de abrir las rejillas de ventilación y las ventanas para fomentar la convección natural para enfriar la estructura.
También se pueden incorporar al diseño de un edificio métodos de enfriamiento pasivo más complejos, como los tubos de enfriamiento de tierra. Los tubos de enfriamiento de la tierra aprovechan las temperaturas más frías debajo de la superficie de la tierra para enfriar una estructura. Enterrados bajo tierra a medida que conducen a una estructura, los tubos de enfriamiento de tierra llevan aire exterior al edificio a través de una ruta subterránea. A medida que pasa a través de estos tubos, el aire pierde calor hacia el suelo mucho más frío a través del cual viaja en su camino hacia la estructura. Otras técnicas de enfriamiento pasivo se usan típicamente junto con tubos de tierra para establecer una convección natural a través de la estructura y ventilar aire más caliente.
Si bien no es adecuado para su uso en todas las ubicaciones, el enfriamiento pasivo se emplea en muchas áreas para la eficiencia energética, lo que resulta en ahorros de costos y un impacto ambiental mínimo. Generalmente es más adecuado para climas cálidos y regiones áridas. La refrigeración pasiva puede evitar, en parte o en su totalidad, el gasto de las técnicas de refrigeración impulsadas por dispositivos alimentados como ventiladores y compresores. Esta estrategia de conservación de energía también puede beneficiar al medio ambiente al reducir la necesidad de quemar combustibles no renovables que emiten subproductos de desecho dañinos para el medio ambiente.