Refrigeración por sólidos: ¿Esto es el aire acondicionado del futuro?

Una nueva tecnología de refrigeración, basada en principios de estado sólido en lugar de refrigerantes tradicionales, se ha demostrado en un refrigerador de supermercado en Darmstadt, Alemania. 2 grados centígrados usando campos magnéticos para calentar y enfriar un metal especial repetidamente, con la circulación de agua eliminando el calor. Este sistema opera sin refrigerantes dañinos o inflamables y usa menos electricidad que un refrigerador doméstico estándar. Los investigadores creen que esto podría algún día reemplazar los sistemas convencionales de aire acondicionado en hogares, hospitales y escuelas, aunque su adopción generalizada sigue siendo incierta.

La tecnología se basa en el efecto magnetocalórico, un fenómeno físico conocido desde principios del siglo XX. Cuando ciertos materiales están expuestos a un campo magnético, sus momentos magnéticos atómicos se alinean, reduciendo la entropía y provocando su calentamiento. La eliminación del campo permite que el material se enfríe. Si bien el principio se entendió hace mucho tiempo, las aplicaciones prácticas solo se han vuelto factibles recientemente debido a los avances en la ciencia de los materiales.

Esta investigación llamó la atención del físico Maximilian Fries, que estaba cursando su doctorado en ese momento. Fries tenía dos pasiones: los imanes, que le parecían fascinantes a pesar de su complejidad mecánica cuántica, y la eficiencia, creyendo que la sociedad debe usar la energía de manera más sabia. Impulsado por estas convicciones, Fries comenzó a investigar LaFeSi. Un desafío era la corrosión en entornos acuáticos. Para abordar esto, desarrolló un recubrimiento protector. Su trabajo condujo a la fundación de la empresa emergente Magnotherm en 2017, junto con colegas de la universidad. El desarrollo de este recubrimiento tomó cinco años.

La compañía de Fries, Magnotherm, opera desde un espacio que se asemeja a una oficina de inicio típica, completa con mesas de ping pong, tableros de ajedrez, oficinas de planta abierta, talleres equipados con impresoras 3D y herramientas de precisión, e incluso un laboratorio de química. El entorno fomenta la colaboración y la innovación. Las máquinas de enfriamiento de la compañía emplean dos circuitos de agua separados. A medida que un imán pasa sobre el cubo poroso de LaFeSi, el material se calienta y un circuito elimina el calor residual.

Una vez que el imán se aleja, el material se enfría, y otro circuito captura el frío para proporcionar refrigeración. Este proceso ocurre de dos a tres veces por segundo. La integración de materiales, dinámica de fluidos y sistemas de control es fundamental para el enfoque de Magnotherm. Desarrollo de soluciones de control de clima en Magnotherm en Darmstadt, registrado en 2022. La compañía continúa refinando su tecnología, con el objetivo de llevar este innovador método de refrigeración a una aplicación más amplia. Sin embargo, aún está por verse si puede competir con las tecnologías establecidas.