Los cristales plásticos, el futuro de la tecnología para enfriar las cosas

Los sistemas de refrigeración han cambiado nuestra forma de vivir, pero también están contribuyendo al deterioro del planeta.

Al menos la cuarta parte de la electricidad que utilizamos se dedica a enfriar cosas y para lograr ese milagro de la técnica se utilizan gases con un intenso efecto invernadero.

La emisión a la atmósfera de un kilo de estos gases equivale al dióxido de carbono emitido por un coche circulando sin descanso durante medio año.

Recientemente, un equipo liderado por Bing Li, de la Academia China de Ciencias, ha presentado un sistema que puede aprovechar el principio físico que hace posibles los sistemas de refrigeración con gases.

Con menos impacto medioambiental y la posibilidad de miniaturizarlo y tener un gran impacto en el mundo de la electrónica. En este caso, el material utilizado para extraer calor a objetos calientes serían cristales plásticos.

Para entender la propuesta de los científicos chinos, en primer lugar es necesario conocer cómo funcionan sistemas de refrigeración estándar como los de las neveras.

 

El proceso

 

En el primero se contrae el gas, que aumenta de temperatura.

Después, se extrae ese calor del gas comprimido y al volverlo a descomprimir pierde temperatura y queda más frío que el ambiente.

Ese gas frío se puede utilizar entonces para enfriar la comida de la nevera, por ejemplo.

La idea básica, “es ser capaz de, aplicando un cambio externo, generar una cambio en una sustancia, ya sea un gas o unos cristales, que involucre un gran cambio de entropía o, por decirlo de una forma más sencilla, de orden dentro del sistema”.

En el caso de los cristales plásticos, se podría aplicar una presión o un campo eléctrico o magnético que produzca una variación en el orden molecular del cristal.

En principio, los cambios que se podrían producir en unos cristales no sería tan grandes como con un gas, pero los cristales propuestos son especiales y permiten inducir un gran cambio en el nivel de desorden aplicando pequeñas presiones sobre ellos.

Aunque la tecnología empleada en la refrigeración es antigua y se ha ido optimizando, su eficiencia energética, que ronda el 60%.

Además, se podrían diseñar sistemas de refrigeración en miniatura que incrementasen el potencial de la microelectrónica.

 

Gas móvil

 

Hasta ahora, es imposible introducir un sistema de refrigeración por gas en un móvil, porque a escala microscópica no sería efectivo, pero sí se podrían meter láminas de estos materiales que enfriasen los circuitos a escala microscópica y mejorasen la eficiencia.

Otra de las aplicaciones posibles llegaría como apoyo al desarrollo de baterías para automóviles eléctricos.

Una de las limitaciones de estos aparatos es la velocidad de carga. Cuanto más rápido se hace, más calor genera el proceso y ese calor es difícil de eliminar.

 La maleabilidad que les hace sensibles a leves presiones hace que mecánicamente sean muy blandos y no los convierta en materiales ideales para crear un sistema de refrigeración duradero.