Los sistemas de refrigeración y climatización son las principales fuentes de consumo eléctrico, lo que se suma al uso de gases refrigerantes que producen contaminación. No podemos prescindir de esta tecnología, por lo que resolver estos problemas es una prioridad. La solución podría estar apunto de hacerse realidad gracias a un invento desarrollado por científicos chinos: la refrigeración elastocalórica.
El invento que acaba con la climatización: ¿Qué es la refrigeración elastocalórica?
La baja eficiencia de los sistemas de refrigeración y climatización tradicionales es un problema en el que se viene trabajando desde hace muchos años, especialmente en el último tiempo en el que esta tecnología se ha vuelto más accesible y, por tanto, más abundante. Se estima que actualmente el 20% del consumo eléctrico a nivel mundial proviene de estas fuentes y que será la más importante para el 2050.
La tecnología actual ha hecho posible importantes inventos como el dispositivo diseñado por la NASA que reduce el 50% del consumo de climatización. Estas innovaciones prometen ser de gran ayuda para combatir el cambio climático y las emisiones de las redes eléctricas en los sistemas instalados en edificios comerciales, de oficinas e industriales.
La refrigeración elastocalórica, por otro lado, es una tecnología emergente que se basa en aleaciones de materiales con memoria de forma que absorben calor al estirarse y lo liberan cuando se contraen. Son eficiente y no contaminantes, pero el elevado costo de los materiales y su corta durabilidad ha sido un obstáculo para su comercialización. No obstante, un equipo de científicos chinos acaban de presentar un invento revolucionario.
Científicos chinos baten el récord mundial con su nuevo invento basado en la climatización elastocalórica
Los materiales con memoria de forma como la aleación de Ni-Ti poseen una propiedad única conocida como superelasticidad. Cuando son sometidos a tensión mecánica producida por pistones o resortes, entran en fase martenísitca, estirándose y absorbiendo calor. Cuando la tensión se libera, vuelven a su fase sustenística, recuperando completamente su forma original y liberando el calor en el proceso.
La eficiencia de su capacidad de refrigeración depende de que estos ciclos se produzcan siempre dentro de un umbral de temperaturas conocido como «ventana de superelasticidad». Más allá de estos límites, el material pierde sus propiedades superelásticas y, por tanto su capacidad refrigerante. El problema es que este rango es muy limitado, siendo el récord actual de unos 50,6 Kelvin, lo que implica una vida útil muy corta.
Para superar esta limitación, el equipo de expertos del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de China presentaron un invento que trabaja en tres fases, añadiendo agua entre el extremo caliente y el frío para extender la ventana de superelasticidad hasta los 100 Kelvin. Para esto, desarrollaron combinaciones específicas de Ni-Ti para cada fase, ajustando la temperatura de cada una de manera más eficiente.
La refrigeración elastocalórica será clave para revertir el calentamiento global
Los sistemas de climatización y refrigeración tradicionales usan gases contaminantes y consumen grandes cantidades de energía, lo que produce toneladas de gases de efecto invernadero. Este nuevo invento, en cambio, requiere sistemas mecánicos sencillos de bajo consumo. Con este logro, se podría implementar a gran escala en refrigeradores, aires acondicionados y coches eléctricos a un precio competitivo.
Gracias al trabajo de estos científicos, los materiales necesarios para la refrigeración elastocalórica serían capaces de soportar miles de ciclos de deformación y reformación sin perder sus propiedades superelásticas, extendiendo su vida útil por décadas igual que los sistemas convencionales.
Una tecnología que podría revolucionar los coches eléctricos
Los EV’s han alcanzado un impresionante nivel de desarrollo, compitiendo en prestaciones incluso con los motores de combustión más potentes, como el nuevo coche eléctrico de Xiaomi que tiene la misma potencia que un V8. El mayor obstáculo para esta tecnología es la autonomía, principalmente debido al alto consumo energético de sus sistemas de refrigeración, algo que podría resolverse definitivamente gracias a este nuevo invento.
