Llevamos décadas fabricando dispositivos de refrigeración como sistemas de aire acondicionado o frigoríficos. Sin embargo, aunque cada vez son más eficientes energéticamente, uno de sus componentes clave es la tecnología de compresión de vapor. Esto convierte a estos dispositivos en un gran problema energético y medioambiental, pero en la búsqueda de soluciones nos hemos topado con algo que pretende cambiarlo todo: la refrigeración ionocalórica.
No sólo ha demostrado ser eficaz, sino también extremadamente respetuoso con el medio ambiente.
Un problema sin resolver. Los sistemas de refrigeración actuales utilizan esta tecnología de compresión de vapor mediante el uso de hidrofluorocarbonos (HFC) como refrigerante líquido. Sin embargo, estos HFC tienen un mayor potencial de calentamiento global que el CO₂ y se estima que para 2050, las emisiones de HFC representarán hasta el 20% de las emisiones equivalentes de CO₂ debido a la mayor demanda de aire acondicionado.
Por eso buscamos alternativas. Algunos utilizan técnicas que recurren a la tecnología del botijo, otros que utilizan un sistema de impresión de arcilla 3D y máquinas que no utilizan gases refrigerantes, lo que permite reducir la huella de carbono en un 80%. Y, ojo, que también buscamos soluciones más eficientes y respetuosas para combatir el frío. Sin embargo, seguimos utilizando los mismos sistemas tradicionales basados en HFC.
El ciclo ionocalórico. Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, sin embargo, están experimentando con algo que pretende revolucionar el sector: la refrigeración ionocalórica. Drew Lilley es uno de los investigadores involucrados en el proyecto y dice que creen que el ciclo ionocalórico tiene el potencial de resolver todos los problemas con los refrigerantes actuales. Es decir, algo que funcione eficientemente, sea seguro y no dañe el medio ambiente.
Pero… ¿qué es este ciclo ionocalórico? En la imagen superior podemos ver cómo funciona, pero básicamente es una forma de enfriamiento «calórico». Hay varios en desarrollo, como los que utilizan el magnetismo, la presión o el estiramiento de campos eléctricos para manipular materiales sólidos para que absorban o liberen calor. En el caso del enfriamiento ionocalórico, se utilizan iones para impulsar este cambio de fase de sólido a líquido y viceversa.
Obras. Así, los investigadores han ideado un sistema que tiene un líquido en su interior. Esto es una ventaja, ya que permite que el material sea bombeable, facilitando la entrada y salida de calor del sistema.
En la animación que vemos justo encima de estas líneas podemos ver el ciclo en acción. Cuando se agrega una corriente, los iones fluyen y cambian el material de sólido a líquido. Esto hace que este material absorba el calor del ambiente. Cuando se invierte el proceso y se eliminan los iones, el material cristaliza en un sólido, liberando el calor absorbido.
Prometedor. El equipo logró un cambio de temperatura de 25 grados centígrados utilizando menos de un voltio de energía eléctrica. Ravi Prasher es uno de los investigadores del Área de Tecnologías Energéticas de Berkeley y afirmó que «desde el primer intento, los datos parecen muy prometedores a la hora de equilibrar el potencial de calentamiento global del refrigerante, la eficiencia energética del refrigerante y el coste del equipo necesario». .
Eso sí, aunque estos resultados fueron prometedores, Prasher tiene claro que hay que seguir investigando los mejores componentes y técnicas para optimizar el sistema. «Tenemos este nuevo ciclo termodinámico y un marco que reúne elementos de diferentes campos, y hemos demostrado que puede funcionar. Ahora es el momento de experimentar para probar diferentes combinaciones de materiales y técnicas para enfrentar los desafíos de ingeniería», dijo.
Calentamiento global negativo. Y quizás lo más impresionante de esto es que no estamos hablando sólo de algo más eficiente que los sistemas actuales, sino que tienen el potencial de «absorber» CO₂. Lilley afirmó que «existe la posibilidad de tener refrigerantes que no sólo tengan un potencial de calentamiento global nulo, sino que sean negativos. Usar un material como el carbonato de etileno podría ser carbono negativo, ya que se produce utilizando dióxido de carbono como insumo». nosotros un lugar para utilizar CO₂ procedente de la captura de carbono».
Son muchos los que están experimentando con materiales y elementos que atrapan CO₂, y un ejemplo es el campo de la construcción con madera que secuestra CO₂ y ladrillos que también tienen esta propiedad. En cualquier caso, el equipo sigue investigando la refrigeración ionocalórica, pero obtuvieron la patente provisional de esta tecnología y cualquiera puede licenciarla para investigación. Si estás interesado, este es el correo electrónico.
Imágenes | Laboratorio de Berkeley
En Xataka | El invento alemán que quiere acabar con el aire acondicionado: un frigorífico con «músculos» artificiales
