Os cristais plásticos, o futuro da tecnoloxía para arrefriar as cousas

Buscar

Susbcrición Newsletter

Introducir e-mail

Arquivo mensual

Vindeiros eventos

Non hai eventos polo momento

Un equipo chinés propón un sistema de refrixeración baseado en cristais plásticos que reduciría o consumo de electricidade e as emisións con efecto invernadoiro

Os sistemas de refrixeración cambiaron a nosa forma de vivir, pero tamén están a contribuír á deterioración do planeta. Polo menos a cuarta parte da electricidade que utilizamos dedícase a arrefriar cousas e para lograr ese milagre da técnica utilízanse gases cun intenso efecto invernadoiro. A emisión á atmosfera dun quilo destes gases equivale ao dióxido de carbono emitido por un coche circulando sen descanso durante medio ano.

Recentemente, un equipo liderado por Bing Li, da Academia China de Ciencias, presentou na revista Nature un sistema que pode aproveitar o principio físico que fai posibles os sistemas de refrixeración con gases, pero con menos impacto ambiental e a posibilidade de miniaturizalo e ter un grande impacto no mundo da electrónica. Neste caso, o material utilizado para extraer calor a obxectos quentes serían cristais plásticos.

Para entender a proposta dos científicos chineses, en primeiro lugar é necesario coñecer como funcionan sistemas de refrixeración estándar como os das neveiras. Basicamente, requiren catro pasos. No primeiro contráese o gas, que aumenta de temperatura. Despois, extráese esa calor do gas comprimido e ao volvelo descomprimir perde temperatura e queda máis frío que o ambiente. Ese gas frío pódese utilizar entón para arrefriar a comida da neveira, por exemplo. "A idea é que ao principio as moléculas do gas están moi desordenadas e co aumento de presión redúcese o volume do gas e o seu grao de desorde", explica Claudio Cazorla, investigador da Escola de Ciencia de Materiais e Enxeñería da Universidade de Nueva Gales del Sur (Australia). "Reducindo o nivel de desorde dunha forma reversible, podes refrixerar un sistema e iso é o que se fai no caso dos cristais plásticos", continúa.

A idea básica, continúa Cazorla, "é ser capaz de, aplicando un cambio externo, xerar unha cambio nunha substancia, xa sexa un gas ou uns cristais, que involucre un gran cambio de entropía ou, por dicilo dunha forma máis sinxela, de orde dentro do sistema". No caso dos cristais plásticos, poderíase aplicar unha presión ou un campo eléctrico ou magnético que produza unha variación na orde molecular do cristal. En principio, os cambios que se poderían producir nuns cristais non serían tan grandes como cun gas, pero os cristais propostos no artigo de Nature son especiais e permiten inducir un gran cambio no nivel de desorde aplicando pequenas presións sobre eles.

Estes cristais plásticos, que se usan de forma rutineira en industrias como a farmacéutica, están formados por moléculas orgánicas simples que están a rotar. "Ten o que se chama desorde rotacional e non podes dicir cal é a orde das moléculas", apunta Cazorla. "Pero cando aplicas unha pequena presión, cancelas esas rotacións libres da moléculas e pasas a ter un sistema máis ordenado, como no caso do gas cando o comprimimos, porque todas as moléculas teñen unha orientación determinada", apunta.

Eficiencia mellorable

Aínda que a tecnoloxía empregada na refrixeración é antiga e se foi optimizando, a súa eficiencia enerxética, que rolda o 60%, é mellorable e algúns destes refrixerantes sólidos poderían lograr eficiencias máis elevadas. Ademais, poderíanse deseñar sistemas de refrixeración en miniatura que incrementasen o potencial da microelectrónica. Ata agora, é imposible introducir un sistema de refrixeración por gas nun móbil, porque a escala microscópica non sería efectivo, pero si se poderían meter láminas destes materiais que arrefriasen os circuítos a escala microscópica e mellorasen a eficiencia.

Outra das aplicacións posibles chegaría como apoio ao desenvolvemento de baterías para automóbiles eléctricos. Unha das limitacións destes aparatos é a velocidade de carga. Canto máis rápido se fai, máis calor xera o proceso e esa calor é difícil de eliminar.

Xunto ás vantaxes e os cristais plásticos como refrixerantes, o equipo de Li tamén recoñece algunhas limitacións importantes. A mesma maleabilidade que os fai sensibles a leves presións fai que mecanicamente sexan moi brandos e non os converta en materiais ideais para crear un sistema de refrixeración duradeiro.

(Fonte: El País)