Magnetismo en la refrigeración

Si bien con el pasar de los años se han probado diferentes sistemas de refrigeración, lo convencional es el uso de gases o fluidos que pasan de un estado a otro mediante presión para enfriar o sustraer el calor de un ambiente o elemento, ahora gracias a la ciencia del magnetismo podemos hablar de refrigeración con metales.

Los sistemas tradicionales utilizan diferentes formas de enfriamiento, todas ellas a base de sustancias químicas que pueden ser naturales o artificiales, estas sustancias como ya hemos podido explicar antes se dividen en categorías según sus componentes, CFCs, HCFCs, HFCs, HCs, etc.

Sin embargo este nuevo método ofrece una solución limpia y eficiente a los desafíos actuales de refrigeración, los cuales incluyen utilizar elementos no residuales para trabajar, poseer una alimentación de energía renovable, utilización de recursos no fósiles o contaminantes al planeta, entre otros factores decisivos en la aplicación de tecnologías limpias para el ambiente.

La invención e implementación de este tipo de sistema frío es un avance sin precedentes en refrigeración limpia, puesto que al no utilizar gases con potencial de agotamiento de la capa de ozono ni gases de efecto invernadero, se contribuye con cero emisiones a la atmosfera, y al termina su vida útil el sistema simplemente se desmantela y recicla por su composición metálica.

Cómo trabaja

A diferencia de la refrigeración tradicional que hace trabajar al gas como principal actor en absorber o liberar calor mediante presión, válvulas, compresor, evaporador y demás partes involucradas en el proceso, en la refrigeración magnética te utilizan metales magnéticos que por imantación hacen la vez del gas y su proceso.

El material en estado solido debe ser magnético, en este caso es el hierro el que se mueve en un campo magnético y en vez de expandirse como haría un gas, este se desplaza hacia fuera, esto genera un cambio térmico en el mismo.

Explicado en pocas palabras se podría resumir como que el método de expansión y compresión del gas en los sistemas de refrigeración convencionales es remplazado en este sistema por el proceso de imantación o desimantación del metal.

Bases

Este sistema de refrigeración labora en base a 3 ciclos termodinámicos evolucionados del uno al otro en su forma de trabajo. El primer ciclo es el de Carnot, el segundo ciclo de naturaleza regenerativo es el de Brayton, y el tercero es en base a la regeneración magnética activa o AMR por sus siglas en inglés.

• El de Carnot es un ciclo termodinámico reversible, usa un gas perfecto y consta de cuatro etapas: expansión isotérmica (de la misma temperatura o constante), expansión adiabática (elemento que impide la transferencia de calor con el entorno), compresión isoterma y compresión adiabática.
• El ciclo de Brayton es uno de los ciclos termodinámicos de más amplia aplicación, en él la transferencia de calor entre el material regenerador (generalmente un sólido) y el material refrigerador se realiza a través de un fluido.
• El AMR: este ciclo permite obtener intervalos de temperatura de operación muy superiores a los obtenidos por ciclos termodinámicos convencionales, en un volumen considerablemente menor.*

Pros y contras

Si bien los sistemas de refrigeración, al igual que los refrigerantes, no tienen un elemento de universalidad, este sistema magnético tiene claras ventajas por sobre otros sistemas, pero a su vez tiene algunos puntos a tener en cuanta para su implementación.

Este sistema posee un nivel de ruido menor en comparación a otros sistemas mecánicos, tiene un diseño que garantiza su eficiencia energética, funciona sin despilfarrar recursos ni requerir de altos costos de mantenimiento, está diseñado para ser simple dentro de su propia complejidad funcional, no tiene emisiones de CO2 ni utiliza refrigerantes contaminantes.

Así mismo es de considerar que los electro magnetos y magnetos superconductores tienen un precio elevado en el mercado actual, los cambios de temperatura aún son limitados en sus rangos, las máquinas que cuentan con múltiples etapas pierden eficiencia en la transferencia térmica entre las mismas, y se necesita una calibración exacta para evitar reducción del campo magnético.

*Definiciones vía Revista Cero Grados

Imagen principal vía: https://commons.wikimedia.org

Redactado por Tatiana Lezama para Refrigeración Correa y Cárdenas Ltda.