Tecnología de enfriamiento sagrado Trato con el desafío climático

Los investigadores de la Unión Europea están desarrollando un sistema inteligente de enfriamiento permanente, que cambian los refrigerantes tóxicos con metales seguros, más eficientes y recurrentes.

Como joven estudiante de ingeniería, considerando la dirección de su investigación doctoral, Jaka Tusc sabía que quería llevar adelante los límites de la ciencia. "Quería trabajar en éxitos, quería lidiar con algo nuevo que no se había hecho antes".

Hoy, los investigadores eslovenos han tenido el primer gran éxito en las tecnologías de enfriamiento en los últimos 100 años. Su trabajo es resolver uno de los desafíos fundamentales de nuestro tiempo: mantenerlo tranquilo en un mundo de calentamiento sin hacer más contaminación.

Tiempo de cambio

La técnica de consolidación de vapor suele ser más antigua que un siglo utilizada por el refrigerador, el aire acondicionado y otras técnicas de enfriamiento, y está relativamente discapacitada y mala para el medio ambiente.

Mientras que los refrigerantes más dañinos han sido prohibidos desde 1989, quienes lo reemplazaron, hidroflorocarbono, compitieron por un invernadero Efecto Cientos de miles de veces más que co₂,

"Si se evapora un kilogramo de ese frío en la atmósfera, tiene casi el mismo efecto de invernadero que conducir un automóvil durante unos 30 000 km", dijo.

Debido a esto, el hidroflorocarbono también se está eliminando. Pero las opciones naturales como el amoníaco e isobutanos presentan un conjunto de sus propios problemas, desde envenenamiento y explosivos hasta poca eficiencia en el clima cálido.

Una solución sólida

Construcción sobre los descubrimientos del proyecto de investigación de una Unión Europea llamado SuperCool, que se trasladó de 2019 a 2023 a la Universidad de LaJublazna en Eslovenia, el equipo de Tukek está desarrollando un sistema con un enfoque fundamentalmente diferente. Está reemplazando el refrigerante tóxico con tubos de metal.

Si bien tales tecnologías de enfriamiento de estado sólido todavía están en sus primeras etapas, el pensamiento es que podrán proporcionar equipos de enfriamiento seguros, silenciosamente y de manera más eficiente, sin contaminar el medio ambiente.

Los investigadores de la Universidad de Ljubljana ahora están trabajando para llevar esta nueva tecnología al mercado. Están preparando una patente y desarrollando un plan para adoptar la industria como parte del e-Co-Heat que dura hasta el comienzo de 2026.

Hacer que las técnicas de calefacción y enfriamiento sean más eficientes y duraderas es en el centro de la estrategia de calefacción y enfriamiento de la Unión Europea, que es una sección importante del acuerdo verde europeo.

Según la Agencia Internacional de Energía (IEA), actualmente el 10% de la electricidad del mundo se está enfriando para la demanda de electricidad. Peor aún, la necesidad de tecnologías de enfriamiento aumenta rápidamente, debido al aumento de la temperatura y el aumento de la demanda en los países en desarrollo.

"Nadie quiere trabajar en calor de 50 grados y 90% de humedad", dijo Tukek.

Hoy hay alrededor de 2 mil millones de unidades de aire acondicionado en el mundo, una cifra que IEA espera casi triple para 2050.

"Este crecimiento se combina con el hecho de que están relativamente discapacitados y perjudiciales para el medio ambiente, puede causar un desastre ambiental", dijo.

Buscar eficiencia

Los cambios en la fase de enfriamiento dependen de la química básica, cuando los cambios de un estado (sólido, líquido o gas).

El riñón de cerdo retirado de la paciente de trasplante de EE. UU., Pero estableció un récord

Con los refrigerantes tradicionales, los cambios de líquido a gas y los ciclos de enfriamiento nuevamente dan poderes. Pero algunos materiales, como una aleación de níquel-titanio, pueden sufrir un cambio de fase mientras permanecen sólidos.

"Simplemente diga, cuando les pone estrés mecánico, se calientan, cuando lo alivia, se enfrían", dijo Ega Ahin, investigadora del proyecto. En este caso, la técnica se llama enfriamiento de elastocalyn, que se refiere al calor en este caso.

A diferencia de los refrigerantes tradicionales, estos materiales no son perjudiciales para las personas o el medio ambiente. De hecho, los cables de nitinol son biochampátiles y generalmente se usan en medicina. En teoría, el sistema también puede ser mucho más eficiente, aunque todavía tiene que ir de alguna manera.

"Nuestro prototipo está actualmente al 15% de la máxima eficiencia posible, mientras que la compresión de vapor tiene un 20-30% de eficiencia", dijo Tusac.

"Pero hemos estado desarrollando esta técnica durante menos de 10 años, mientras que la técnica de compresión de vapor ha estado en el mercado durante más de cien años, por lo que creo que todavía tenemos un espacio de Wigley".

Un mundo primero

En principio, elastocelórico puede alcanzar el enfriamiento 70% Eficiencia, pero un gran inconveniente. Los cables de nitinol se degradan rápidamente cuando se dilatan repetidamente para inducir un cambio de fase, un evento conocido como fatiga.

"Suponga que el dispositivo funciona para 10 000 ciclos de carga. Son dos o tres días y lo está haciendo", dijo Ahčin. No parecía prometedor.

Pero luego, explicó, se pensó que Tukek comprimía los materiales en lugar de tirar de ellos, reduciendo el estrés físico en los cables.

Como resultado, el prototipo era antes un mundo, que dependía de los nuevos niveles de rendimiento de calefacción y enfriamiento sin degradar los materiales.

"Probamos que la vida útil de tales materiales podría ser prácticamente ilimitada", dijo Tukek. "Al mismo tiempo, nuestro prototipo fue el primero con un rango de más de 30 ° C en el mundo, lo cual es importante para aplicaciones prácticas de enfriamiento y calefacción".

De laboratorio a mundo

Los investigadores de Ljubljana se han asociado con una empresa técnica de Irlanda, junto con universidades en Alemania e Italia, para desarrollar un aire acondicionado avanzado basado en la tecnología. El nombre de esta cooperación es Smacool.

"Estamos progresando rápidamente cuando trabajamos de esta manera interdisciplinaria", dijo Tukek, viendo que cada universidad está contribuyendo a un campo de especialización separado. Es optimista que la tecnología puede llegar al mercado en los próximos 5 a 10 años.

"Es bueno pensar que esta técnica puede ser todos los días", dijo Ahakan. "Y mis hijos pueden decir que su padre lo desarrolló".