Avance revolucionario en refrigeración sin gases y de alta durabilidad
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST), liderados por el profesor Qingping Sun del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial (con un equipo integrado por Yang Li, Hongyang Lin, Jiongjiong Zhang, Chun Long Wong, Changfeng Su, Jiyuan Hu y Xueshi Li), han desarrollado un innovador sistema experimental de refrigeración elastocalórica que prescinde de los gases refrigerantes tradicionales.
La tecnología funciona mediante una aleación sólida con memoria de forma compuesta por titanio, níquel, cobre y cobalto (TiNiCuCo). Al aplicar y retirar cargas mecánicas de forma reversible, el material experimenta transformaciones en su estructura interna que liberan y absorben calor. Para potenciar el proceso, el dispositivo integra una estructura de refrigerante con aletas de doble capa que aumenta la superficie de intercambio térmico y ofrece alta resistencia al pandeo, superando los diez millones de ciclos de compresión. Además, el equipo simplificó la arquitectura reduciendo los componentes un cincuenta por ciento y disminuyendo los elementos estructurales ineficaces del quince al cinco por ciento.
En cuanto a su rendimiento, el prototipo ha demostrado cifras clave: proporciona de manera estable 400 W de potencia frigorífica, mantiene una diferencia máxima de temperatura de 41 °C y alcanza un cambio térmico elastocalórico propio del material de 14,8 °C. Todo ello operando durante un millón de ciclos del dispositivo sin degradación observable, mientras que en ensayos acelerados de fatiga la aleación TiNiCuCo resistió cien millones de ciclos sin pérdida funcional, permitiendo estimar una vida útil potencial de más de diez años en condiciones reales.
A pesar de su gran avance frente a tecnologías previas —cuyos materiales solían sufrir pérdidas de rendimiento de entre el diecisiete y el cuarenta y eight por ciento—, el sistema continúa en una fase de prototipo de laboratorio avanzado. Todavía existen retos importantes antes de competir con la tecnología comercial madura de la compresión de vapor (que utiliza circuitos cerrados con refrigerantes fluidos y ofrece alta eficiencia actual). Entre los aspectos pendientes de evaluar y optimizar se encuentran la eficiencia energética global, la densidad de potencia, el accionamiento mecánico, la evacuación y absorción de calor, el tamaño, el ruido, la producción a escala, el comportamiento ambiental y la competitividad en costes de fabricación. Actualmente, el equipo ya trabaja en la transición de este demostrador hacia un sistema real de aire acondicionado.