un refrigerador con “músculos” artificiales – .

Enfriar o calentar una habitación con aire acondicionado es un problema. Está claro que cumplen su función, pero son sistemas poco eficientes, que generan contaminación y que se comen nuestra factura eléctrica. Existen alternativas al aire acondicionado (ventiladores de techo o climatizadores evaporativos, por ejemplo), pero hay quien investiga para encontrar soluciones más eficientes sin renunciar a una temperatura confortable.

Y la clave puede estar en un sistema parecido a un pulmón que genera frío y calor gracias a una aleación conocida como nitinol.

músculos artificiales. El nitinol es una aleación de níquel y titanio que tiene una propiedad muy interesante: tiene efecto de memoria de forma. Esto hace que, dependiendo de la temperatura aplicada, puedan recuperar su forma de forma suave y rápida. En su composición interna, los átomos se mueven un poco respecto a su posición de equilibrio. Así, si se enfría es maleable y puede cambiar de forma, recuperando su forma original cuando se le aplica calor.

La aleación que respira. Sabiendo eso del nitinol, vayamos al trabajo que han realizado en la Universidad del Sarre. Básicamente, es lo que podéis ver en la imagen de portada: una especie de frigorífico en el que sólo cabe una botella. Sí, no es lo más eficiente del mundo, pero es sólo un prototipo creado con algo que han llamado “músculos artificiales” a base de nitinol.

Esta aleación cubre la zona interior y funciona gracias a un accionamiento de leva que hace girar continuamente los ‘cables’ de nitinol. Son vigas de esta aleación de unas 200 micras de espesor que rodean una cámara de enfriamiento circular y el proceso es ‘sencillo’: “a medida que se mueven en círculo, se cargan mecánicamente por un lado y se descargan por el otro”, explica Lukas Ehl , uno de sus responsables.

Esto hace que el aire sea canalizado a través de las vigas giratorias de la cámara de enfriamiento hacia la zona exterior y, en definitiva, lo que hacen es captar el calor del interior de la cámara que quieren enfriar y liberarlo al exterior. Como respirar, inhalar aire frío y liberar aire caliente.

Refrigerador-calentador. “Con este método, la cámara de refrigeración se enfría entre 10 y 12 grados centígrados”, afirma Nicolas Scherer, otro de los investigadores del proyecto. Ahora bien, esto no sólo tiene aplicaciones en refrigeradores, sino también en sistemas de calefacción porque, como hemos mencionado, el aire extraído de la cámara de refrigeración es expulsado de esta en forma de calor. De hecho, el prototipo de frigorífico que han preparado funciona continuamente como frigorífico y como calentador.

Es un proceso muy diferente a los actuales, basados ​​en resistencias que calientan el aire a su alrededor o aires acondicionados que utilizan un sistema de gases y compresores.

Más eficiente y responsable. Stefan Seelecke es quien dirige la investigación en la Universidad de Sarre y afirma que este proceso elastocalórico “permite alcanzar diferencias de temperatura de unos 20 grados centígrados sin necesidad de utilizar refrigerantes nocivos para el clima”. Además, asegura que es mucho más eficiente energéticamente que las tecnologías convencionales actuales.

Y no parece un proyecto pequeño, ya que esta tecnología es el resultado de más de una década de investigación en proyectos de este tipo para dar lugar a nuevos formatos de transferencia. En total, el Ministerio Federal de Educación e Investigación ha invertido alrededor de 17 millones de euros en estos proyectos y tanto la Comisión Europea como el Departamento de Energía de Estados Unidos consideran que esta solución es una alternativa prometedora a las tecnologías actuales.

Más allá del refrigerador. Ahora bien, aunque la teoría es sencilla, hay una serie de cuestiones que los investigadores deben estudiar para que el sistema sea viable. Por ejemplo, cuántos cables se deben agrupar, con qué fuerza se deben estirar y contraer y durante cuánto tiempo para garantizar un rendimiento óptimo y una buena esperanza de vida. Para ello, han desarrollado un software que les permite calcular las variables, así como simular escenarios e investigar el ciclo del producto: desde la producción de materiales, la fabricación de dispositivos y su reciclaje.

Paul Motzki, profesor de la Universidad de Sarre y de ZeMa, cree que las cámaras frigoríficas son sólo el comienzo y que hay que estudiar el potencial de los elastocalóricos para “una amplia gama de aplicaciones, como la refrigeración industrial, la refrigeración de vehículos eléctricos y de electrodomésticos”. Ahora bien, otro problema es ver cómo, por ejemplo en un frigorífico doméstico, el calor que genera el electrodoméstico se contiene para que, en verano, la comida no esté fría en el interior, sino que convierte la casa en un horno.

Los responsables de este proyecto llevarán su cámara frigorífica de nitinol a la feria de Hannover, que se celebrará del 22 al 26 de abril. Seguro que podremos tener una demostración de esta interesante aplicación.

Imagen | Universidad del Sarre

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