Bombas electrocalóricas: la innovadora tecnología de refrigeración ecológica


bombas electrocalóricas

Los investigadores están desarrollando una alternativa más ecológica: las bombas electrocalóricas. En lugar de gases nocivos, estas bombas innovadoras utilizan cambios eléctricos en materiales sólidos especiales para proporcionar el mismo efecto refrescante.

El efecto electrocalórico, el principio detrás de esta nueva tecnología, fue descubierto hace décadas. Algunos materiales muestran pequeños cambios de temperatura como respuesta a la aplicación o a la eliminación de un campo electrico.

Dicho efecto puede ayudar a transferir calor fuera de un espacio, lo que crearía un enfriamiento útil.

No obstante, esto ha sido recientemente, cuando los investigadores produjeron materiales electrocalóricos potentes y duraderos, como para que sean prácticos en sistemas de refrigeración reales. Gracias a distintos avances en ciencia de materiales y nanotecnología, se disponen de distintas clases de materiales electrocaloricos.

Entre ellos se encuentran varias aleaciones metálicas específicas, cerámicas ferroeléctricas y hasta polímeros orgánicos. Todos ellos muestran una capacidad sólida para calentarse o enfriarse rápidamente cuando se les aplican pulsos eléctricos.

bombas electrocalóricas

Los científicos también han desarrollado técnicas mejoradas para apilar o ensamblar estos materiales en estructuras que maximizan el rendimiento de refrigeración.

Con estos componentes clave identificados, los investigadores ahora se centran en construir demostradores y prototipos funcionales de bombas electrocalóricas completas. Por ejemplo, investigadores en la Universidad Estatal de Michigan han integrado discos de aleación metálica en un sistema de bomba que puede igualar o superar las capacidades de enfriamiento de los refrigeradores convencionales.

Otro grupo de la Universidad de Houston ha demostrado una bomba electrocalórica a nanoescala única capaz de alcanzar variaciones extremas de temperatura de hasta 60 °C.

Se están explorando diversos diseños de bombas electrocalóricas, desde sistemas grandes orientados a la refrigeración de edificios hasta miniaturas para electrónica sensible o incluso aplicaciones médicas.

Todavía se necesita trabajo adicional para mejorar la eficiencia energética y la vida útil de estos dispositivos innovadores. Sin embargo, distintos expertos consideran que, dentro de poco podrán iniciar el reemplazo de tecnologías de refrigeración convencional, especialmente en las aplicaciones ecológicas.

Las bombas electrocalóricas brindan distintos beneficios ambientales importantes en comparación a los métodos habituales de refrigeración. Quizás lo más importante es que no requieren ningún refrigerante sintético; solo usan electricidad para accionar los cambios térmicos en los materiales sólidos.

Esto elimina directamente las emisiones de gases de efecto invernadero tan problemáticas de los refrigerantes tradicionales. 

Además, al no haber componentes móviles ni circulación de fluidos, las bombas electrocalóricas también serían muy silenciosas, una ventaja atractiva para aplicaciones en oficinas, hospitales y más. Su simplicidad inherente y falta de tuberías también debería traducirse en una mayor confiabilidad con menos mantenimiento.

Si bien todavía no están listas para una implementación generalizada, las crecientes inversiones apuntan al potencial que ofrecen las bombas electrocalóricas.

Con apoyo continuo para investigación y desarrollo, es probable que esta tecnología revolucionaria pronto comience a reemplazar gradualmente nuestros métodos convencionales de refrigeración, todo sin las desventajas ambientales.

Y eso podría marcar un importante paso adelante para abordar el cambio climático a nivel mundial.

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