Conheça o resfriamento ionocalórico. Trata-se de uma nova abordagem para reduzir temperaturas que pode substituir as formas atuais de resfriar ambientes e equipamentos por um processo mais seguro e com menor impacto ambiental.
Nos sistemas de refrigeração mais comuns, o calor é retirado de um espaço por meio de um fluido: ele absorve energia ao evaporar e virar gás, percorre um circuito fechado de tubulações e, depois, se condensa novamente em líquido.
Embora esse mecanismo funcione muito bem, parte dos materiais escolhidos para atuar como refrigerantes é especialmente prejudicial ao meio ambiente.
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Ainda assim, essa não é a única maneira de obrigar uma substância a captar e liberar energia térmica.
Em um método apresentado em 2023, pesquisadores do Lawrence Berkeley National Laboratory e da University of California, Berkeley exploraram o fato de que energia pode ser armazenada ou liberada quando um material muda de fase - como acontece, por exemplo, quando o gelo sólido vira água líquida.
Se você aquece um bloco de gelo, ele derrete. O que nem sempre é tão evidente é que, ao derreter, o gelo absorve calor do ambiente ao redor, resfriando-o na prática.
Uma forma de fazer o gelo derreter sem elevar a temperatura é adicionar algumas partículas carregadas, os íons. O uso de sal em estradas para dificultar a formação de gelo é um exemplo conhecido desse efeito. No ciclo ionocalórico, o sal também entra em cena para alterar a fase de um fluido e, com isso, reduzir a temperatura do entorno.
"O panorama dos refrigerantes é um problema sem solução", disse o engenheiro mecânico Drew Lilley, do Lawrence Berkeley National Laboratory, na Califórnia.
"Ninguém desenvolveu com sucesso uma solução alternativa que deixe as coisas frias, funcione com eficiência, seja segura e não agrida o meio ambiente. Achamos que o ciclo ionocalórico tem o potencial de atingir todos esses objetivos, se for concretizado de maneira apropriada."
Como funciona o resfriamento ionocalórico (ciclo ionocalórico)
Para avaliar o conceito, os pesquisadores modelaram a teoria do ciclo ionocalórico e mostraram como ele poderia competir com a eficiência dos refrigerantes usados atualmente - ou até superá-la. Na proposta, uma corrente elétrica atravessa o sistema para movimentar os íons, alterando o ponto de fusão do material e provocando a mudança de temperatura.
O grupo também realizou testes com um sal feito a partir de iodo e sódio para derreter carbonato de etileno. Esse solvente orgânico comum também é empregado em baterias de íons de lítio e é produzido com dióxido de carbono como insumo. Isso abre a possibilidade de o sistema não ser apenas GWP [potencial de aquecimento global] zero, mas até GWP negativo.
No experimento, foi observado um deslocamento de temperatura de 25 graus Celsius (45 graus Fahrenheit) com a aplicação de menos de um único volt de carga - um resultado acima do que outras tecnologias calóricas haviam alcançado até agora.
"Há três coisas que estamos tentando equilibrar: o GWP do refrigerante, a eficiência energética e o custo do próprio equipamento", disse o engenheiro mecânico Ravi Prasher, do Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Na primeira tentativa, nossos dados parecem muito promissores nesses três aspectos."
Impacto ambiental e eficiência: o que pode mudar
Os sistemas de compressão de vapor usados hoje na refrigeração dependem de gases com GWP elevado, como diferentes hidrofluorcarbonos (HFCs).
Os países que aderiram à Emenda de Kigali se comprometeram a reduzir a produção e o consumo de HFCs em pelo menos 80% nos próximos 25 anos - e o resfriamento ionocalórico pode ter um papel importante nesse processo.
Agora, o desafio é tirar a tecnologia do laboratório e levá-la a sistemas práticos, que possam ser usados comercialmente e que escalem sem problemas. Com o tempo, esses sistemas também poderiam servir para aquecer, além de resfriar.
As investigações em andamento estão testando diferentes sais para identificar quais combinações conseguem extrair calor de um espaço com mais eficácia. Em 2025, uma equipe internacional publicou os resultados de um estudo sobre uma versão altamente eficiente que usava sais à base de nitrato, reciclados com o auxílio de campos elétricos e membranas.
Foi exatamente nesse tipo de desdobramento que Prasher e seus colegas esperavam que a pesquisa chegasse.
"Temos um ciclo termodinâmico e uma estrutura totalmente novos, que reúnem elementos de diferentes áreas, e mostramos que isso pode funcionar", disse Prasher.
"Agora, é hora de fazer experimentos para testar diferentes combinações de materiais e técnicas e enfrentar os desafios de engenharia."
A pesquisa foi publicada na revista Science.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em janeiro de 2023.
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