Yakhchal
Un yakhchāl (persa: یخچال "pozo de hielo"; yakh que significa "hielo" y chāl que significa "pozo") es un tipo antiguo de casa de hielo, que también fabricaba hielo. Se encuentran principalmente en los desiertos de Dasht-e Lut y Dasht-e-Kavir, cuyos climas varían desde regiones desérticas frías (BWk) hasta cálidas (BWh).
En los actuales Irán, Afganistán y Tayikistán, el término yakhchāl también se utiliza para referirse a los refrigeradores modernos.
La estructura normalmente tenía una forma de cúpula sobre el suelo, un espacio de almacenamiento subterráneo, paredes de sombra y piscinas de hielo. A menudo se usaba para almacenar hielo, pero a veces se usaba para almacenar alimentos y producir hielo. El espacio subterráneo y el material de construcción grueso y resistente al calor aislaron el espacio de almacenamiento durante todo el año. Estas estructuras fueron construidas y utilizadas principalmente desde la antigüedad en Persia.
Historia
Los registros indican que estas estructuras se construyeron ya en el año 400 a. C., y muchas de las que se construyeron hace cientos de años permanecen en pie, donde los ingenieros persas construyeron yakhchāls en el desierto para almacenar hielo, generalmente fabricado cerca. El hielo creado cerca y almacenado en yakhchāls se utiliza durante todo el año, especialmente durante los calurosos días de verano, para diversos fines, incluida la conservación de alimentos, para enfriar golosinas o para preparar postres tradicionales persas como faloodeh y sorbetes.
Aunque muchos se han deteriorado a lo largo de los años debido a la generalizada tecnología de refrigeración comercial, se ha reavivado cierto interés en ellos como fuente de inspiración en el diseño de viviendas de bajo consumo energético y la arquitectura sostenible. Y algunos, como un yakhchāl en Kerman (a más de una milla sobre el nivel del mar), se han conservado bien. Estos todavía conservan su edificio en forma de cono, de dieciocho metros de altura, su aislamiento masivo y el agua de enfriamiento continuo que desciende en espiral por sus costados y mantiene el hielo congelado durante todo el verano.
Diseño
La ingeniería de un yakhchāl está optimizada para aprovechar la física del enfriamiento evaporativo y el enfriamiento radiativo, y el hecho de que el clima árido y desértico tiene baja humedad relativa y absoluta. La baja humedad relativa aumenta la eficiencia del enfriamiento evaporativo debido al diferencial de presión de vapor, y la baja humedad absoluta aumenta la eficiencia del enfriamiento radiativo porque el vapor de agua en el aire lo inhibe. Además, en algunos climas desérticos, como los de gran altitud, las temperaturas descienden por debajo del punto de congelación durante la noche. Su diseño generalmente se divide en tres áreas: la casa de hielo o depósito, las paredes de sombra y los pozos o piscinas de hielo. Sin embargo, variaron mucho, ya que algunos utilizaron los tres componentes, mientras que otros eran simplemente una gran pared de sombra sobre una piscina delgada.
Casa de hielo
La mayoría de los yakhchāls funcionan como una casa de hielo tradicional. La forma alta y cónica del edificio tiene como objetivo optimizar el efecto de chimenea solar, creando una corriente de convección para guiar el calor restante hacia arriba y hacia el exterior a través de aberturas en la parte superior del edificio. A través de este proceso pasivo, el aire dentro del yakhchāl permanece más frío que el exterior. Al mismo tiempo, el edificio permite que el aire frío entre por las entradas en la base de la estructura y descienda a la parte más baja del yakhchāl: grandes espacios subterráneos de hasta 5.000 m3 (180.000 pies cúbicos) de volumen.
El yakhchāl está construido con un mortero único resistente al agua llamado sarooj. Este mortero está compuesto por arena, arcilla, clara de huevo, cal, pelo de cabra y ceniza en proporciones específicas, es resistente a la transferencia de calor y se piensa que es completamente impenetrable al agua. Este material actúa como aislamiento eficaz durante todo el año. Las paredes del sarooj tienen al menos dos metros de espesor en la base.
También suelen tener acceso a un qanat (acueducto iraní) y, a veces, están equipados con bâdgirs (atrapasueños o torres de viento) construidos con adobe o ladrillos de adobe en formas cuadradas o redondas con respiraderos en la parte superior que canalizan el aire frío hacia abajo. listones de madera internos colocados verticalmente al agua o estructura debajo. Un bâdgir también puede funcionar como chimenea, liberando aire caliente por la parte superior y aspirando aire frío desde una abertura en la base o un qanat conectado (el aire en un qanat se enfría mediante la corriente subterránea). Es esta construcción la que permite que la casa de hielo de un yakhchāl aproveche el enfriamiento por evaporación, manteniendo la estructura fresca muy por debajo de la temperatura ambiente.
El hielo dentro de la estructura a menudo se separaba usando madera y paja para separar las capas de hielo y evitar que se pegaran entre sí. Además, la mayoría de los diseños incorporaban un agujero en la parte inferior que se conectaría con el qanat o simplemente actuaría como un pozo de drenaje.
Paredes de sombra
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Las diferencias de temperatura entre el área sombreada y no sombreada en la mayoría de las áreas donde se construyeron los yakhchāls a menudo tienen diferencias de temperatura de casi 15 °C (27 °F) a 20 °C (36 °F) más frías, lo que hace necesarias paredes de sombra. para la producción y el almacenamiento, además de dar a los trabajadores más tiempo para recolectar hielo. Por lo general, se construye un muro en dirección este-oeste cerca del yakhchāl, a menudo hasta 10 m (33 pies) y, a veces, hasta 15 m (49 pies) para minimizar las pérdidas por convección y proporcionar sombra. Debido a su altura, la base de los muros a menudo era significativamente más gruesa y, en algunos diseños, los muros estaban arqueados y/o reforzados para soportar la carga (como se muestra en el yakhchāl de Sirjan).
El agua a menudo se canaliza desde un qanat a un yakhchāl, que se utiliza para llenar las piscinas de aprovisionamiento o para alimentar el enfriamiento por evaporación en toda la casa de hielo. El agua entrante se canaliza a lo largo del lado norte del muro para que el enfriamiento radiativo en la sombra del muro enfríe previamente el agua antes de que ingrese al yakhchāl (como se muestra en el yakhchāl en Kowsar). Luego se trae hielo de los charcos de hielo cubiertos por las paredes o de las montañas cercanas para almacenarlo en el depósito.
Piscinas de hielo
Muchos yakhchāls contenían charcos de hielo. Estas piscinas se construyeron para suministrar al yakhchāl el agua necesaria para que funcione el enfriamiento por evaporación, de modo que el hielo pudiera prepararse o transportarse fácilmente a las unidades de almacenamiento internas, o para la producción de hielo. A veces, estas piscinas eran canales de forma cuadrada con unas dimensiones de aproximadamente 100 m (330 pies) x 10 m (33 pies) con una profundidad de 40 cm (16 pulgadas) a 50 cm (20 pulgadas), similar a una piscina reflectante. A menudo, no se utilizó ningún material especial para terminar la superficie del canal.
Por la noche, las piscinas de hielo suelen tener un presupuesto energético negativo:
- La conducción de calor en la piscina sería mínima debido a la construcción de las paredes de la sombra durante todo el día y/o la cubierta de paja sobre la cama de la piscina durante el día.
- La convección de aire caliente hacia las piscinas sería mínima, ya sea por ubicación o de nuevo debido a la altura y la posición de las paredes.
- La evaporación quitaría el calor de las piscinas, como con el resto del yakhchāl.
- Debido al bajo contenido de humedad en el aire, el calor radiado reflejado de la piscina hacia la piscina sería mínimo, lo que significa que el calor de la piscina podría ser emitido correctamente.
Esto significaba que los charcos de hielo podían utilizar el frío de las noches del desierto y/o el enfriamiento radiativo para congelar el agua que luego sería transportada para almacenarla en forma de hielo.