Alta tecnología
Boquillas a lo largo de la cancha para soplar aire frío.
El cerebro detrás de las tecnologías de refrigeración para los estadios de la Copa Mundial de la FIFA Qatar 2022 ha revelado los detalles de todo el proceso.
Apodado ‘Dr Cool’, el Dr. Saud Ghani, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Qatar, dirigió el proyecto de investigación del Fondo Nacional de Investigación de Qatar (QNRF) que resultó en el desarrollo de tecnologías de refrigeración en los estadios para la próxima Copa del Mundo.
“Diseñar aire acondicionado para un estadio al aire libre fue un gran desafío para todos”, dijo el Dr. Ghani. “Las casas de diseño más grandes del mundo nunca antes habían diseñado un estadio con aire acondicionado, así que realmente nos quedó a nosotros. Y con la sostenibilidad, la modularidad y la funcionalidad en mente, lo hicimos”.
El plan del Dr. Saud GhaniDr Ghani era crear y mantener una burbuja de microclima dentro del estadio, una tarea que inherentemente se vuelve más difícil en los estadios al aire libre. «El mayor desafío en la refrigeración de un estadio al aire libre es evitar que entre aire caliente del exterior: la definición del límite de interacción entre la microburbuja interior y el macroclima exterior. Esto significaba que era necesario realizar un análisis aerodinámico detallado en el forma y huella del estadio para entender mejor cómo usar su diseño para minimizar la infiltración del aire caliente en el estadio», explicó.
Su equipo comenzó el trabajo mediante la impresión en 3D de modelos a escala de los estadios propuestos para la Copa del Mundo. Estos modelos se colocaron en un túnel de viento para realizar pruebas aerodinámicas para ver cómo su forma y tamaño interactuaban con el viento externo y cómo se podía mejorar.
«Después de colocar el modelo impreso en 3D en el túnel de viento, se expulsó humo, que representa el viento, a diferentes presiones para probar cómo reaccionaba el diseño al viento a diferentes velocidades y direcciones entrantes», continuó el Dr. Ghani. “Luego usamos láminas láser y cámaras para analizar el flujo de aire sobre el diseño, incluida la forma en que el aire entra y sale del estadio”.
Luego, las mediciones se procesaron utilizando un software de dinámica de fluidos computacional para ver cuál sería la temperatura en cada nivel. Se agregaron variantes como el número de espectadores y el sudor producido, y luego se realizaron simulaciones numéricas para ver su efecto en la distribución de la temperatura dentro del estadio.
Este paso fue fundamental para garantizar que el diseño aerodinámico adaptativo de los estadios respaldara el proceso de enfriamiento dentro del estadio en lugar de trabajar en su contra.
Los aspectos no técnicos también se modificaron con la ayuda de este paso. “En el estadio Al Bayt, el diseño inicial presentaba una fachada de color más oscuro, pero luego se cambió a un tono más claro”, dijo el Dr. Ghani. “Este simple cambio redujo pasivamente la temperatura interior en cinco grados centígrados, una victoria rápida”.
Una vez que se optimizaron los diseños, el siguiente paso fue comenzar a trabajar en el sistema de enfriamiento real que crearía un microclima dentro de los estadios. El momento ‘eureka’ del Dr. Ghani en el proyecto fue cuando se dio cuenta de que no necesitaba enfriar todo el estadio, sino solo el campo de juego y los espectadores.
“Necesitábamos comenzar desde el campo de juego y subir a una altura de dos metros por encima del nivel más alto de asientos para espectadores. Bombear grandes cantidades de aire frío para enfriar todo el espacio abierto es, en el mejor de los casos, ineficiente. Bombeamos la cantidad exacta de aire frío en el lugar exacto, lo mantenemos y lo contenemos, luego lo reciclamos todo”, comentó.
Luego, trabajó en el desarrollo de un sistema de enfriamiento puntual, uno que solo enfría las áreas objetivo. Después de una extensa investigación y pruebas, el equipo ideó una tecnología de refrigeración de última generación que sopla aire frío sobre los jugadores a través de boquillas del tamaño de una pelota de fútbol a lo largo de la cancha y difusores de aire más pequeños debajo del asiento de cada espectador, expulsando el aire frío en nivel del tobillo.
El enfoque del Dr. Ghani no solo es innovador, sino también sostenible. Usando la técnica de circulación de aire, el aire se retira y se vuelve a enfriar antes de ser expulsado.
Cuando se le preguntó sobre la necesidad de aire acondicionado si el torneo se juega en invierno, el Dr. Ghani dijo que se trata de pensar a largo plazo y tener lugares que puedan usarse durante todo el año.
El esfuerzo de investigación para enfriar los estadios sirvió como trampolín para la tecnología de enfriamiento pionera que desde entonces se ha implementado en varios lugares de Qatar, incluida la plaza Katara, un invernadero comercial e incluso para enfriar establos de vacas locales.
“La tecnología de enfriamiento utilizada en los estadios de la Copa Mundial de la FIFA Qatar 2022 no se entregó a través de estándares y códigos, como es práctica habitual. En cambio, fue entregado por la ciencia, que fue posible gracias a QNRF”, agregó el Dr. Ghani.
