Investigadores de la Universidad de California, Berkeley, han desarrollado un innovador método de refrigeración llamado «ionocalórica», que promete ser más seguro y respetuoso con el medio ambiente que los sistemas de refrigeración tradicionales que utilizan gases nocivos.

El trabajo fue realizado por los ingenieros mecánicos Drew Lilley y Ravi Prasher del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y fue publicado en la revista Science a finales del año pasado.

Eficiente, segura y ecoamigable 

La refrigeración tradicional se realiza mediante la expansión de un gas que se enfría a medida que transporta el calor lejos de un espacio. A pesar de su efectividad, este método utiliza gases perjudiciales para el medio ambiente. En cambio, el proceso de enfriamiento ionocalórico aprovecha la absorción y liberación de energía que ocurre durante un cambio de fase de una sustancia, similar a cómo el hielo absorbe el calor al derretirse.

Este nuevo método implica el uso de partículas cargadas, o iones, para inducir cambios de fase. Un ejemplo común de esto es el uso de sal en las carreteras para evitar la formación de hielo. El ciclo ionocalórico utiliza sal para cambiar la fase de un fluido y enfriar su entorno.

«Nadie ha desarrollado con éxito una solución alternativa que enfríe las cosas, funcione de manera eficiente, sea segura y no dañe el medio ambiente», dijo Lilley. Sin embargo, el ciclo ionocalórico podría potencialmente cumplir con todos estos objetivos.

El descubrimiento 

Los investigadores modelaron el ciclo ionocalórico y descubrieron que potencialmente podría competir con, o incluso superar, la eficiencia de los refrigerantes actuales. El sistema funciona haciendo pasar una corriente que mueve los iones y cambia el punto de fusión del material para ajustar la temperatura.

En sus experimentos, el equipo usó una sal hecha con yodo y sodio para derretir carbonato de etileno, un solvente orgánico común empleado en las baterías de iones de litio. Este proceso resultó en un cambio de temperatura de 25º C con la aplicación de menos de un voltio de carga. 

Los sistemas de refrigeración que tenemos en casa se basan en gases con alto potencial de calentamiento global (GWP), como los hidrofluorocarbonos (HFC). El método de enfriamiento ionocalórico podría desempeñar un papel importante en la reducción de la producción y el consumo de estos gases.

Más estudios

Los investigadores buscan llevar esta tecnología del laboratorio a sistemas comerciales prácticos que puedan ampliarse sin problemas, potencialmente utilizándose para calefacción y refrigeración.

«Tenemos este nuevo marco y ciclo termodinámico que reúne elementos de diferentes campos, y hemos demostrado que puede funcionar», dijo Prasher. El equipo ahora se está enfocando en experimentar con diferentes combinaciones de materiales y técnicas para enfrentar los desafíos de ingeniería, sin dañar al planeta.