Científicos de UCLA inventan nueva tecnología de refrigeración portátil de bajo consumo para personas que trabajan en entornos muy calurosos durante muchas horas

El prototipo puede disminuir las temperaturas ambientales hasta 8,9 °C y las de la fuente de calor hasta 13,9 °C en segundos.

Un equipo de científicos de materiales de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), ha desarrollado una tecnología de enfriamiento compacta que utiliza capas de películas delgadas flexibles para disipar el calor de manera continua. Este diseño innovador se basa en el efecto electrocalórico, un fenómeno en el que un campo eléctrico provoca un cambio temporal en la temperatura de un material.

En experimentos de laboratorio, el prototipo demostró reducir las temperaturas ambientales de su entorno inmediato en aproximadamente 8,9 °C de forma continua, y hasta 13,9 °C en la fuente de calor tras solo 30 segundos. Este avance fue detallado en un artículo publicado en la revista Science, donde se destaca su potencial aplicación en tecnologías de enfriamiento portátiles o dispositivos de refrigeración personales.

Un enfoque innovador

El profesor Qibing Pei, investigador principal y docente de ciencia de materiales e ingeniería en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA, subrayó la importancia de esta tecnología: «Nuestro objetivo a largo plazo es desarrollar accesorios de enfriamiento portátiles que sean cómodos, accesibles, fiables y energéticamente eficientes, especialmente para personas que trabajan en entornos muy calurosos durante largas horas. A medida que las temperaturas promedio continúan aumentando debido al cambio climático, enfrentar el calor se está convirtiendo en un problema crítico de salud».

Características del material experimental

El dispositivo experimental consiste en una pila circular de seis películas poliméricas delgadas, cada una de menos de 2,5 centímetros de diámetro y con un espesor total de la pila de aproximadamente 6,3 milímetros. Cada capa está recubierta con nanotubos de carbono en ambas caras, lo que confiere al material propiedades ferroeléctricas: cambia de forma al aplicar un campo eléctrico.

Cuando el dispositivo está encendido, las capas apiladas se comprimen entre sí en pares. Al apagarse, las capas se separan para presionar contra otras capas vecinas. Este proceso alternante, que imita el movimiento de un acordeón, genera una acción auto-regenerativa que bombea el calor de manera continua, capa por capa.

Ventajas frente a tecnologías tradicionales

A diferencia de los sistemas de refrigeración tradicionales, que dependen del aire acondicionado y la refrigeración por compresión de vapor, esta tecnología no requiere refrigerantes que emitan gases de efecto invernadero ni líquidos. Funciona únicamente con electricidad, lo que la hace compatible con fuentes de energía renovable como paneles solares. Según Hanxiang Wu, coautor principal del estudio, «el dispositivo flexible de refrigeración es más eficiente que los aires acondicionados, gracias a un circuito que transfiere cargas entre las capas apiladas».

Aplicaciones y futuro del enfriamiento electrocalórico

Además de su potencial para el desarrollo de dispositivos portátiles de enfriamiento, esta tecnología podría utilizarse para refrigerar componentes electrónicos flexibles. Según Pei, «las películas delgadas y flexibles hacen que el enfriamiento electrocalórico sea ideal para dispositivos de próxima generación que podrían mantenernos frescos en condiciones exigentes».

Este enfoque no solo mejora la eficiencia energética, sino que también reduce la complejidad y los costos operativos al integrar directamente la funcionalidad de enfriamiento en la estructura del material. Como comentó Wenzhong Yan, otro coautor del estudio, «esta tecnología combina materiales avanzados con una arquitectura mecánica elegante para ofrecer un enfriamiento energéticamente eficiente».

Un paso hacia la sostenibilidad y el ahorro energético

La implementación de tecnologías como esta podría generar importantes ahorros energéticos y contribuir a mitigar el impacto del cambio climático. Sumanjeet Kaur, científica de materiales en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, resaltó que «el potencial del enfriamiento portátil eficiente para impulsar el ahorro energético y combatir el cambio climático no puede subestimarse».

Con la presentación de una solicitud de patente por parte de UCLA, el equipo de investigación liderado por Pei está allanando el camino hacia un futuro en el que la refrigeración personal y sostenible sea una realidad accesible y práctica.

Vía ucla.edu