Sistema de refrigeración pasiva sin energía logra 40 °C por debajo de la temperatura ambiente

Enfriamiento sin electricidad ni combustible

Investigadores del MIT han desarrollado un nuevo sistema de refrigeración pasiva que proporciona enfriamiento efectivo en entornos cálidos sin consumir energía producida por combustible. En ambientes secos, alcanza hasta 40 °C por debajo de la temperatura ambiente, y podría complementar sistemas existentes para conservar vacunas y alimentos en zonas remotas sin red eléctrica.

Antecedentes y desafíos

Los sistemas de refrigeración convencionales (compresión de vapor, fluidos refrigerantes) son complejos y costosos. La refrigeración radiativa atmosférica usa la atmósfera terrestre en longitudes de onda del infrarrojo medio para reducir temperaturas significativamente.

Durante años, los sistemas pasivos requerían instrumentos fotónicos complejos, caros de fabricar y difíciles de escalar, con múltiples capas de materiales controladas a precisión nanométrica para reflejar todas las longitudes de onda y emitir radiación infrarroja media.

Cómo funciona el nuevo sistema

El sistema del MIT es sencillo y barato: bloquea la luz solar directa con una pequeña tira colocada a 90° que cubre la trayectoria del sol, eliminando la necesidad de mecanismos de seguimiento. Un instrumento blanco —aluminio pulido, film plástico barato y aislamiento— emite calor eficientemente en el rango infrarrojo medio (8–13 µm), aprovechando la "ventana atmosférica" donde la radiación escapa al espacio.

Al añadir una cubierta tipo paraguas y aislamiento, el enfriamiento diurno mejora. Experimentos al aire libre confirmaron que el sistema bloquea la luz solar mientras emite continuamente radiación infrarroja media al cielo.

Limitaciones y aplicaciones

El sistema no funciona bien en atmósferas húmedas, ya que el vapor de agua reduce la emisión infrarroja, limitando el enfriamiento a 20 °C bajo la temperatura ambiente. En ambientes secos, alcanza 40 °C.

No sirve para enfriar edificios completos, pero es ideal para refrigeración puntual: conservación de alimentos y medicinas en zonas aisladas. Aunque no alcanza temperaturas de congelación por sí solo, reduce la carga de sistemas convencionales, encargándose de la fase final de enfriamiento.

También aplica en sistemas fotovoltaicos de concentración, donde espejos enfocan la luz solar en celdas solares que se sobrecalientan; el sistema pasivo controla este calentamiento sin gestión térmica activa.

El mayor reto futuro: encontrar materiales aislantes que eviten el calentamiento excesivo del sistema por el aire exterior.

Referencia: Nature Communications | doi:10.1038/s41467-018-07293-9 | MIT