Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong han creado un dispositivo capaz de estabilizar temperaturas interiores en solo 15 minutos, incluso con temperaturas exteriores elevadas. El sistema utiliza tecnología de enfriamiento sólido basada en el efecto elastocalórico de aleaciones con memoria de forma, eliminando emisiones de gases de efecto invernadero y siendo altamente eficiente en términos energéticos.
- HKUST desarrolla primer dispositivo de refrigeración elastocalórica a escala de kilovatios.
- Enfría interiores a 21-22 °C en 15 minutos, incluso con temperaturas exteriores de 30-31 °C.
- Tecnología sin emisiones y altamente eficiente, sin uso de refrigerantes contaminantes.
- Supera el límite de 260 W de prototipos anteriores con 1.284 W de potencia de refrigeración.
- Nanofluido de grafeno mejora la transferencia de calor en un 50%.
- Posible aplicación masiva y alternativa sostenible al aire acondicionado tradicional.
Gran avance en refrigeración sostenible.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) han desarrollado el primer dispositivo de refrigeración elastocalórica a escala de kilovatios, capaz de estabilizar la temperatura interior a 21-22 °C en solo 15 minutos, incluso cuando la temperatura exterior alcanza los 30-31 °C. Este avance representa un paso clave hacia la descarbonización del sector de refrigeración y se perfila como una solución viable para enfrentar el cambio climático.
El impacto del aire acondicionado en el consumo energético y el cambio climático.
El enfriamiento consume aproximadamente el 20% de la electricidad mundial y los sistemas convencionales de compresión de vapor dependen de refrigerantes con un alto potencial de calentamiento global (PCG). En respuesta a esta problemática, la tecnología de refrigeración sólida elastocalórica, basada en aleaciones con memoria de forma (SMAs), ha atraído un gran interés debido a su capacidad de eliminar completamente las emisiones de gases de efecto invernadero y su alta eficiencia energética.
Rompiendo las barreras de potencia en la refrigeración elastocalórica.
Hasta ahora, los dispositivos elastocalóricos solo alcanzaban 260 W de potencia, insuficiente para aplicaciones comerciales. Para superar esta limitación, el equipo de investigación dirigido por los profesores Sun Qingping y Yao Shuhuai diseñó una arquitectura innovadora denominada “SMAs en serie – fluido en paralelo”, la cual:
- Conecta 10 unidades de refrigeración en serie con tubos de aleación de níquel-titanio.
- Optimiza la transferencia de calor con una relación área-volumen de 7,51 mm⁻¹.
- Mantiene una presión estable por debajo de 1,5 bar.
Uso de nanofluido de grafeno para mejorar la eficiencia.
El equipo reemplazó el agua destilada tradicional con nanofluido de grafeno, que mejora la conductividad térmica en un 50%. Con solo 2 g/L de concentración, este fluido logra una transferencia de calor más eficiente, sin riesgo de bloqueo en los canales del sistema.
Resultados experimentales y aplicación práctica.
Bajo una frecuencia de 3,5 Hz, el dispositivo alcanzó:
- 12,3 W/g de potencia de refrigeración específica.
- 1.284 W de potencia total de refrigeración, superando por primera vez el umbral de kilovatios.
- Enfriamiento exitoso de un habitáculo de 2,7 m³ en condiciones reales de verano, reduciendo la temperatura interior a 21-22 °C en 15 minutos.
Un salto hacia la comercialización.
Según los investigadores, este dispositivo marca el inicio de la aplicación a gran escala de la refrigeración elastocalórica. A medida que las regulaciones internacionales restringen el uso de hidrofluorocarbonos (HFCs), esta tecnología sin emisiones podría revolucionar la industria de la climatización, ofreciendo un enfriamiento más compacto y energéticamente eficiente.
Potencial para un mundo más sostenible.
El impacto de esta innovación podría ser transformador:
- Reducción drástica del consumo energético en refrigeración.
- Eliminación del uso de refrigerantes contaminantes.
- Mayor accesibilidad a tecnologías de enfriamiento en países en desarrollo.
- Disminución de la huella de carbono global, acelerando la transición hacia la neutralidad climática.
Este avance en refrigeración sin emisiones representa un gran paso hacia un futuro sostenible, reduciendo el impacto ambiental de una necesidad cada vez más crítica: el enfriamiento eficiente y ecológico.
Vía hkust.edu.hk
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