Un grupo de investigadores de la Universidad de Saarland y el Centro de Tecnología Mecatrónica y Automatización (ZeMa), ambos en Alemania, ha creado el primer refrigerador que utiliza "músculos artificiales". ¿El término es extraño, no? ¿Cómo que músculos? ¿Cómo que artificiales?
Esa definición no fue elaborada arbitrariamente, sino que tiene que ver con un fenómeno físico llamado "efecto elastocalórico". Veamos de qué se trata este novedoso invento alemán.
Para comenzar con todo esto, hay que dejar bien claro qué provoca el efecto elastocalórico. Según una publicación de la Universidad de Barcelona:
"Los materiales elastocalóricos pueden absorber y liberar calor cuando se someten a esfuerzos mecánicos. Existen varias familias que incluyen una pluralidad de materiales, como aleaciones metálicas o polímeros".
Uno de esos materiales es el utilizado por los investigadores de la Universidad de Saarland y el ZeMa para crear un pequeño refrigerador en el que apenas cabe una botella de cerveza. Dentro de las paredes de esa pequeña estructura cilíndrica se encuentran alambres de solo 200 micras (0.02 centímetros) hechos de una aleación especial de níquel y titanio, llamada nitinol.
Diagrama del ciclo elastocalórico para enfriar y calentar | Figura hecha por el Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques IPM
Es la aleación de nitinol la que dota de "músculos" al refrigerador, pues tal como sucede con nuestro cuerpo, estos se contraen o se estiran. De ese modo, el nitinol produce el efecto elastocalórico, en el cual los alambres absorben calor cuando se estiran dentro de la cámara de refrigeración y luego lo liberan cuando se contraen fuera de la misma. Esto provoca el enfriamiento dentro del sistema, el cual permite crear diferencias de temperatura de hasta 20°C.
De acuerdo con información compartida por la Universidad de Saarland, la eficiencia de este material elastocalórico es "más de diez veces mayor que la de los sistemas de aire acondicionado o refrigeradores actuales".
Hay un gran interés por el desarrollo de los dispositivos elastocalóticos y es que estos sistemas son mucho más amigables con el medio ambiente que los de procesos tradicionales de enfriamiento o calefacción. Además de que no necesitan refrigerantes químicos, también prometen ser sumamente versátiles en cuanto a aplicaciones.
El futuro está en los elastocalóricos
Fotografía del mini refrigerador con Nicolas Scherer (izquierda) y Lukas Ehl (derecha), dos de sus creadores.
El siguiente paso es llevar este sistema elastocalórico a contenedores mucho más grandes que los del pequeño cilindro que enfría botellas de cerveza. Acorde con lo declarado por los investigadores, el Departamento de Energía de Estados Unidos y la Comisión Europea consideran que la creación de ZeMa y la Universidad de Saarland es "la alternativa más prometedora que existe" para lograr impulsar sistemas de enfriamiento y calefacción más ecológicos.
Todo apunta a que en los próximos años comenzaremos a ver el auge de los sistemas elastocalóricos. Si me lo preguntan, estos materiales parecen casi mágicos, son sólidos metálicos que con el simple hecho de ejercer una fuerza mecánica contra ellos para deformarlos pueden absorber o expulsar calor.
Podemos recordar lo que alguna vez dijo Arthur C. Clarke, escritor de ciencia ficción y creador de 2001: Una odisea espacial, respecto a las tecnologías futuras: "cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia".
Y no es que nuestros científicos no entiendan el efecto elastocalórico, pues tiene que ver con termodinámica, física del estado sólido y estructuras cristalinas de los materiales, pero conocer por primera vez este fenómeno resulta bastante impresionante. Ojalá que pronto podamos implementar toda esta tecnología para disminuir nuestras emisiones de carbono y mejorar nuestra situación ambiental.
Diagrama del ciclo elastocalórico | Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques IPM
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