Utiliza aleaciones de memoria de forma, como el níquel-titanio, para transferir calor mediante deformaciones mecánicas de finas hojas o alambres, eliminando la necesidad de refrigerantes volátiles, aceite o gas.
- Tecnología elastocalórica: sin gas, sin aceite, sin refrigerantes contaminantes
- Enfriamiento y calefacción con aleación de níquel-titanio (nitinol)
- Temperatura controlada mediante deformación mecánica de hilos/láminas
- Prototipos para vehículos eléctricos, hogares e industria
- Hasta 5 veces más eficiente que sistemas convencionales
- Apoyo europeo y alemán con más de 20 millones de euros en inversión
- Potencial para reducir hasta la mitad del consumo energético en climatización
Materiales inteligentes: soluciones sostenibles de calefacción y refrigeración
Un equipo de investigación en Saarbrücken, Alemania, liderado por los profesores Stefan Seelecke y Paul Motzki, ha desarrollado un nuevo tipo de tecnología de climatización basada en el efecto elastocalórico, que representa una alternativa limpia y eficiente a los sistemas convencionales de aire acondicionado.
A diferencia de los sistemas tradicionales que requieren refrigerantes químicos y combustibles fósiles, esta tecnología funciona mediante la deformación mecánica controlada de hilos o láminas ultrafinas de una aleación con memoria de forma: níquel-titanio (nitinol). Al aplicar y liberar tensión, el material absorbe o libera calor, permitiendo así enfriar o calentar espacios.
Funcionamiento del sistema
El principio físico es sencillo: el calor se transfiere por medio del cambio de fase cristalina en estado sólido del nitinol. Al deformar los hilos o láminas se produce un intercambio térmico con el medio circundante (aire o líquido). Este fenómeno se explota para climatizar de forma continua y eficiente.
Uno de los logros más destacados es el refrigerador elastocalórico mostrado en la Hannover Messe. Este prototipo emplea un sistema de levas patentado que rota haces de hilos de 200 micrones en un circuito cerrado, extrayendo el calor del aire de forma controlada. La temperatura interior del sistema puede bajar hasta 15 °C.
Eficiencia y sostenibilidad
Los sistemas elastocalóricos tienen una eficiencia energética entre tres y cinco veces superior a los sistemas convencionales. Además, eliminan por completo el uso de gases refrigerantes nocivos para el clima. Su huella ambiental depende únicamente de la electricidad utilizada, lo que los convierte en una opción ideal para un futuro basado en energías renovables.
Este enfoque ha sido reconocido por la Comisión Europea como una de las tecnologías más prometedoras para sustituir sistemas de climatización actuales. En 2024, el Foro Económico Mundial la incluyó en su lista de las «Diez Tecnologías Emergentes Más Relevantes».
Aplicaciones y prototipos en desarrollo
Los investigadores colaboran con empresas como Volkswagen AG e institutos como Fraunhofer IPM para desarrollar sistemas de climatización más ligeros y de bajo consumo para vehículos eléctricos, incluyendo soluciones para enfriamiento de baterías. El proyecto, financiado con 3,5 millones de euros, ya trabaja en prototipos funcionales.
En el ámbito residencial, se está diseñando un sistema que climatiza habitaciones individuales a través de ranuras en muros exteriores, reduciendo el consumo energético global en viviendas. El proyecto europeo SMACool, galardonado con 4 millones de euros por el Consejo Europeo de Innovación, trabaja en un prototipo que actúe como bomba de calor y refrigerador en uno solo, con una eficiencia significativamente mayor.
Ingeniería detrás de la innovación
Detrás del aparente funcionamiento simple, se encuentra una ingeniería compleja. Se ha desarrollado software especializado para simular, optimizar y adaptar los sistemas a diferentes aplicaciones. Las preguntas clave incluyen cómo aplicar la carga mecánica adecuada, optimizar el flujo de fluidos y elegir el mejor formato del material (hilos, láminas o piezas impresas en 3D).
Apoyo institucional y desarrollo a largo plazo
La iniciativa DEPART!Saar, financiada con más de 17 millones de euros en nueve años, busca acelerar la transferencia del conocimiento científico hacia el sector industrial. Además, los investigadores han fundado mateligent GmbH, una empresa spin-off para llevar estos desarrollos al mercado.
También se ha creado la Sociedad Internacional de Elastocalórica, con sede en Saarbrücken, que celebrará su segunda conferencia internacional en mayo de 2025, consolidando la cooperación científica global en este campo emergente.
Potencial de esta tecnología
La tecnología elastocalórica puede transformar completamente la forma en que climatizamos nuestros espacios.
- Eliminación total de refrigerantes contaminantes, un avance crucial para combatir el cambio climático.
- Uso de materiales duraderos y reciclables como el níquel-titanio, con un ciclo de vida sostenible.
- Posibilidad de integrarse con energías renovables como la solar o la eólica, multiplicando su impacto positivo.
- Reducción drástica del consumo eléctrico, sobre todo en climas cálidos donde el aire acondicionado es esencial.
- Aplicabilidad multisectorial: desde hogares y oficinas, hasta vehículos eléctricos e instalaciones industriales.
Si se implementa a gran escala, la tecnología elastocalórica podría disminuir la demanda global de energía para refrigeración, que representa actualmente el 12 % del consumo energético mundial y se prevé que se triplique para 2050.
José María Pineda dice
Me parece sumamente interesante el sistema de aire acondicionado. Trabajo en ese negocio desde 1986.Soy de Argentina.
Saludos