Un equipo de investigadores de la Universidad de California y de la compañía SRI International ha desarrollado un nuevo tipo de dispositivo de refrigeración electrocalórico portátil y eficiente, que se puede aplicar tanto al enfriamiento de componentes electrónicos como a la refrigeración de edificios y neveras. 

Los sistemas de refrigeración convencionales basados en compresores tienen infinidad de desventajas. Ocupan mucho espacio, son muy pesados, consumen mucha energía para funcionar y son contaminantes, ya que los gases refrigerantes son gases de efecto invernadero que se acaban emitiendo a la atmósfera.  

Por este motivo, los científicos trabajan en la búsqueda de nuevas alternativas para poner fin a estos problemas. Hasta ahora hemos conocido diversas soluciones, como los refrigeradores termoeléctricos que se basan en la cerámica, pero no son lo suficientemente eficientes como para hacer frente a las tecnologías convencionales.

Otra alternativa es la refrigeración en estado sólido, que se ha convertido en un campo muy competitivo en los últimos años. Este sistema se basa en el desplazamiento del calor a través de ciertos material en distintas circunstancias. Conocemos diversas soluciones y prototipos, como sistemas magnetocalóricos que enfrían o calientan en función del movimiento de imanes, o materiales elastocalóricos, que refrigeran en respuesta a la presión.

La refrigeración en estado sólido es la que han utilizado los investigadores, pero en su caso se trata de una solución que aprovecha el efecto electrocalórico. Lo que sucede en el material es que, al aplicar un campo eléctrico, las moléculas se alinean y la temperatura del compuesto desciende. El enfriamiento electrocalórico no es nuevo y se ha estado desarrollando en los últimos diez años, pero estos científicos han conseguido diseñar un esquema innovador para conseguir un ciclo de enfriado más eficiente.

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El dispositivo tiene una estructura parecida a un sándwich dentro de un sándwich. El polímero es una pila de doble capa de película electrocalórica flexible, separada por nanotubos de carbono. El voltaje se aplica o relaja a través de las capas para cambiar la temperatura de la pila, que a su vez está situada entre un par de electrodos que forman el disipador y la fuente de calor del dispositivo. El ciclo de refrigeración es silencioso, rápido y eficiente.

En las pruebas, el primer prototipo enfriaba 150 veces más por gramo que el mejor dispositivo de refrigeración electrocalórico desarrollado hasta el momento, y soportó 30.000 ciclos de enfriado sin degradarse. Montaron el dispositivo en una batería de un Samsung Galaxy G4 que se calentaba hasta alcanzar 52,5 Cº por el uso. En solo cinco segundos, el refrigerador de estado sólido redujo la temperatura 8 ºC, mientras que un sistema de enfriado convencional tarda 50 segundos en bajar 3 ºC.

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Además de su uso para enfriar dispositivos electrónicos, el nuevo sistema puede tener muchas otras aplicaciones, tanto para refrigerar espacios, como sistema de refigeración personal o para mantener frescos los alimentos o los medicamentos, entre otras alternativas.

[Fuente: IEE Spectrum]