Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe, en Alemania, junto a la Universidad de Tsukuba, en Japón, logró desarrollar un prototipo capaz de convertir el calor residual en refrigeración sin necesidad de consumir electricidad ni utilizar un motor eléctrico.
El sistema se basa en la tecnología elastocalórica y emplea dos películas ultrafinas de níquel y titanio con memoria de forma, las cuales cumplen funciones diferenciadas dentro del proceso de enfriamiento.
Cómo funciona el enfriamiento elastocalórico
El dispositivo opera mediante dos pasos mecánicos desencadenados por el propio calor recibido. En primera instancia, una película que actúa como actuador se expone a la fuente de calor y se contrae de forma brusca para recuperar su forma original, transformando esa energía térmica en una fuerza de tracción mecánica directa.
Esa fuerza estira una segunda película, encargada de la refrigeración, la cual se enfría en el momento en que se libera la tensión. A diferencia de los sistemas tradicionales, este mecanismo no requiere un fluido que se evapore ni un compresor eléctrico, sino que logra el enfriamiento mediante la deformación de un material sólido.
Resultados y eficiencia de las pruebas
Durante las evaluaciones iniciales, los científicos registraron los siguientes datos técnicos:
- Con una temperatura de entrada de 86 ºC en el actuador, obtuvieron una reducción de temperatura de aproximadamente 13 ºC en el material termoelástico.
- Al aplicar una fuente de calor externa de 130 ºC, el dispositivo alcanzó el 84% de la eficiencia de enfriamiento máxima teórica.
Este nivel de rendimiento sitúa al prototipo por encima de los módulos termoeléctricos que se utilizan en la actualidad.
Posibles aplicaciones e impacto ambiental
La tecnología elastocalórica permite aprovechar fuentes de energía térmica que habitualmente se desperdician, como el calor residual que emite un vehículo tras un viaje o las altas temperaturas que alcanzan los centros de procesamiento de datos.
Según datos de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), la calefacción y la refrigeración representan los mayores consumos de energía a nivel mundial. Esta alternativa de estado sólido no utiliza componentes potencialmente nocivos para el medioambiente y evita el elevado gasto eléctrico característico de la refrigeración por compresión tradicional.