Gomas elásticas como nueva solución de refrigeración

Aunque ahora estén conectados a Internet e incorporen pantallas digitales, los frigoríficos modernos no han cambiado sustancialmente desde su invención allá por el año 1834. El principio en el que se basan sigue siendo la compresión y descompresión de un gas, lo cual produce frío. Ahora, sin embargo, un grupo de investigadores de la Universidad de Nankai en Tianjin (China) han hecho avances en una nueva tecnología que podría revolucionar los sistemas de refrigeración y, de paso, reducir el uso de gases de efecto invernadero. Se basa en el llamado efecto elastocalórico, fácilmente apreciable si estiramos una goma elástica y nos la acercamos a los labios: advertiremos que se calienta y, al destensarla, que se enfría. Sin embargo, el enfoque de este proyecto tecnológico pasa por retorcer, además de estirar, el material, para potenciar el efecto refrigerante. Demos la bienvenida al efecto “twistcalórico”.

Los ingenieros detrás del experimento decidieron probar las cualidades de diversos materiales, tales como fibras de goma, nylon, polietileno o alambres de níquel-titanio. En las pruebas, de estiramiento y torsión se produjeron incrementos de temperatura de hasta 15^o C y una disminución proporcional al devolver los materiales a su estado original. Según los investigadores, los niveles de eficiencia refrigerante son comparables a los sistemas tradicionales, con el doble de capacidad que utilizando simplemente un mecanismo de estiramiento.

Tras las pruebas iniciales de este experimento tecnológico, desarrollaron un microfrigorífico del tamaño de un cartucho de tinta de una pluma estilográfica empleando alambres de níquel-titanio. Comprobaron que el sistema era capaz de reducir en 8^o C la temperatura de un pequeño depósito de agua en cuestión de segundos.

Una de las razones por los que los sistemas que aprovechan el efecto elastocalórico no han acabado de despegar es precisamente el hecho de que requieren bastante espacio para operar. Por ejemplo, para que una goma ofrezca una refrigeración significativa es preciso estirarla hasta siete veces su tamaño original. La tecnología twistcalórica, en cambio, es mucho más compacta, ya que el sistema puede estirar y retorcer el material en la mitad de espacio.

Los pioneros en aplicar el efecto elastocalórico

Un equipo de la Universidad Técnica de Dinamarca fue uno de los primeros equipos en trabajar en las aplicaciones del efecto elastocalórico utilizando alambres de níquel-titanio. Los investigadores habían estado explorando durante varios años la refrigeración magnetocalórica, que opera modificando el campo magnético de ciertos materiales, cuando decidieron estudiar las posibilidades del efecto elastocalórico como una alternativa más eficiente. Fueron ellos quienes idearon la aleación que ahora han adoptado los ingenieros responsables del efecto twistcalórico.

Además de permitir el desarrollo de frigoríficos más eficientes, uno de los objetivos de los investigadores daneses era crear un sistema que pudiera funcionar de manera ajena a la gravedad. Así, tendría aplicaciones en el control térmico de sistemas espaciales. En todo caso, el reto de este proyecto tecnológico en estos momentos será superar uno de los grandes escollos de la tecnología: la llamada fatiga de los materiales, es decir, el desgaste resultante de la torsión y el estiramiento.     

Fuente: Science Mag, Science Daily