Investigadores de Alemania y Japón han desarrollado un prototipo innovador que convierte el calor en frío utilizando tecnología elastocalórica. Este dispositivo, que no requiere motor eléctrico, emplea películas de níquel y titanio con memoria de forma para generar refrigeración a partir de altas temperaturas. Este avance promete una alternativa más sostenible para el enfriamiento, aprovechando fuentes de calor residuales.
Usar el calor sobrante para producir frío, una idea que hoy se acerca a la realidad. Investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe en Alemania y de la Universidad de Tsukuba en Japón han logrado desarrollar un prototipo capaz de transformar altas temperaturas en aire fresco, y lo hace sin la necesidad de un motor eléctrico. Esto es posible gracias a la tecnología elastocalórica.
Este dispositivo opera con dos películas ultrafinas de níquel y titanio que poseen memoria de forma, cada una con una función específica. En una primera fase, al ser expuesta a una fuente de calor, la primera película (el actuador) se contrae bruscamente para recuperar su forma original, convirtiendo esa energía térmica directamente en una fuerza de tracción mecánica. Posteriormente, esta fuerza estira una segunda película (el refrigerador), diseñada para enfriarse al liberarse la tensión. Este principio es similar al de un refrigerante convencional, pero sin la necesidad de un fluido que se evapore. En su lugar, el efecto de refrigeración se produce mediante la deformación de un material sólido. Además, dado que el ciclo se activa por estos movimientos mecánicos, no requiere un motor eléctrico para su funcionamiento.
En las pruebas iniciales, los investigadores consiguieron una reducción de temperatura de aproximadamente 13ºC en el material termoelástico, partiendo de una temperatura de entrada de 86ºC en el actuador. También se empleó una fuente de calor externa de 130ºC, que arrojó resultados fiables y alcanzó el 84% de la eficiencia de enfriamiento máxima teórica. Este porcentaje supera la eficiencia de los módulos termoeléctricos actualmente en uso.
Aunque todavía es un prototipo, este sistema de refrigeración es particularmente interesante porque podría aprovechar diversas fuentes de calor para impulsar el proceso de enfriamiento. Por ejemplo, el calor residual que emana de un automóvil después de un viaje o las altas temperaturas que se generan en un centro de procesamiento de datos. En el futuro, esta tecnología podría utilizar estas fuentes de calor ya existentes para generar refrigeración sin la necesidad de aportar electricidad adicional para activar el ciclo.
La refrigeración de estado sólido representa una alternativa potencialmente más sostenible que otras opciones, como la refrigeración por compresión tradicional, que puede emplear componentes muy perjudiciales para el medioambiente y, además, consume una gran cantidad de electricidad. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), la calefacción y la refrigeración son los usos de energía más extendidos a nivel global y son un factor crucial en los esfuerzos para reducir las emisiones y mitigar el cambio climático. Por ello, avances científicos como esta tecnología elastocalórica, capaces de aprovechar el calor que ya generamos, podrían marcar un antes y un después en la refrigeración de nuestra vida cotidiana.
