La refrigeración “ionocalórica” propone un método de enfriamiento sostenible
27 diciembre, 2022
Los métodos de enfriamiento que se usan actualmente mantienen el proceso básico que se ha usado durante un siglo. Las tecnologías de compresión de vapor están lejos de ser la forma ideal para enfriar por su impacto en el ambiente. Una investigación publicada recientemente en la revista Science propone al ciclo de refrigeración ionocalórico como una solución eficiente y amigable con el medio ambiente. Otras tecnologías se han propuesto antes sin ofrecer resultados convincentes respecto a su eficacia y potencial.
Una refrigeración cíclica y sostenible
La industria de la refrigeración suele recurrir a hidrofluorocarbonos (HFCs) u otros refrigerantes líquidos. Los HFCs se componen de carbono, flúor e hidrógeno. Son gases incoloros e inodoros a temperatura ambiente. Son estables químicamente y no reaccionan con otros compuestos.
Actualmente se usan para sustituir a los clorofluorocarbonos (CFCs) y a los hidroclorofluorocarburos (HCFCs). En comparación con estos dos son menos nocivos para el ambiente. Sin embargo, son agentes activos que intensifican el efecto invernadero. Además, permanecen en la atmósfera entre 10 y 100 años.
Se han propuesto antes alternativas a la tecnología que se basa en HFCs. Algunos se basan en efectos calóricos. Algunos consisten en producir refrigeración magnética o eléctrica. Estas tecnologías son prometedoras. Sin embargo, hasta ahora han mostrado un coeficiente bajo de desempeño; tienen limitaciones en su eficacia energética y potencial de enfriamiento.
Para su propuesta de refrigeración los investigadores eligieron un solvente amable con el medio ambiente y una sal. Drew Lilley y Ravi Prasher del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, ubicado en California, eligieron al carbonato de etileno (CE) y la sal de yoduro de sodio (NaI).
El sistema que propone este par de investigadores es cíclico. Aprovecha la forma en que el cambio de la concentración iónica en una solución impulsa las transiciones de fase. Así se consigue un ciclo de enfriamiento reversible.
La refrigeración ionocalórica se basa en el gran cambio de temperatura y la absorción de calor. Estos efectos se asocian con la fusión repetida de un solvente de CE en una sal de NaI. Al inicio estos dos se mezclan en estado sólido.
El proceso que proponen es similar a tirar sal sobre hielo. La temperatura del punto de congelación disminuye, lo que se conoce como descenso crioscópico. Con esto se consigue la transición de estado sólido a líquido.
Después se separa a los dos ingredientes iniciales. Esto se consigue mediante electrólisis. El CE queda en estado puro nuevamente y se separa del NaI. Esto provoca que la temperatura aumente mientras se cristalizan nuevamente los componentes para volver al estado sólido.
De acuerdo con los autores este procedimiento mostró buenos resultados. El potencial de enfriamiento es similar al de los refrigerantes actuales y supera a las propuestas que se basan en el efecto calórico.
La refrigeración ionocalórica es eficiente y amigable con el medio ambiente. Por ahora se trata de una propuesta. En el futuro podría ser una alternativa para nuestros sistemas de refrigeración. Irónicamente, los sistemas actuales de enfriamiento promueven que el planeta siga calentándose pero esto puede cambiar.