Sistema de refrigeración sin electricidad gracias a la luz solar y sales disueltas en agua

El sistema de refrigeración diseñado por los ingenieros de KAUST podría utilizarse para refrigerar habitaciones en hogares. (Crédito: KAUST; Wenbin Wang).

En algún momento, un ambiente o infraestructura nos ha resultado incómodamente caliente, así que no podemos negar que la refrigeración artificial es esencial en nuestra vida cotidiana, ya que regula eficazmente las temperaturas del espacio y de las sustancias para la climatización, el almacenamiento de sustancias perecederas, el control de la temperatura de los equipos, el transporte y almacenamiento de vacunas, etc.

Durante las últimas décadas se han realizado grandes progresos en materia de refrigeración, pero estas tecnologías se han visto limitadas a comunidades con acceso a la red eléctrica, mientras que las que carecen de estas permanecen estancadas. Para buena noticia, los científicos han presentado un nuevo sistema que podría ayudar, ya que utiliza una combinación de luz solar y agua salada para producir un efecto de refrigeración sin necesidad de electricidad.

Investigadores en la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí, han diseñado un sistema totalmente pasivo en el que la disolución química genera la refrigeración mientras que el calor solar y el calor ambiental de bajo grado impulsan la regeneración química. Aprovecha el potente efecto de enfriamiento que se produce cuando se disuelven determinadas sales en agua. Esto significa que, si se agrega sal al agua caliente, esa agua se enfría rápidamente a medida que la sal se disuelve.

Tras experimentar y comparar una serie de sales, el nitrato de amonio (NH4NO3) resultó ser el más destacado. Principalmente porque es altamente soluble en agua, su poder de refrigeración es cuatro veces superior al de su competidor más cercano, el cloruro de amonio (NH4Cl).

«La solubilidad del NH4NO3 alcanzaba los 208 gramos por cada 100 gramos de agua, mientras que las otras sales solían estar por debajo de los 100 gramos», dijo a EurekAlert, Wenbin Wang, un postdoctorado en el laboratorio de Peng Wang en KAUST. «La otra ventaja de esta sal es que es muy barata y ya se usa mucho como fertilizante».

Este sistema de refrigeración además de usarse en edificios también podría ser útil para el almacenamiento de alimentos. Durante las pruebas de laboratorio se disolvió gradualmente una sal (nitrato de amonio) en agua en una taza de metal colocada dentro de una caja de espuma de poliestireno sellada. A medida que la sal se disolvía y el agua se enfriaba, la temperatura del vaso bajó de la temperatura ambiente unos 3,6 º C. La temperatura de la taza permaneció por debajo de 10 ° C durante más de 8 horas y 15 ° C durante más de 15 horas, lo que indica una buena capacidad de almacenamiento de alimentos.

Finalmente, el equipo utilizó la energía solar para evaporar el agua mediante un regenerador solar 3D con forma de copa hecho a medida. La copa estaba hecha de un material diseñado para absorber la mayor parte posible del espectro solar. La sal y la mayor parte de esa agua podría ser reutilizada cuando sea necesario.

«La demanda mundial de refrigeración está aumentando rápidamente como consecuencia de la tendencia al incremento de las olas de calor y del aumento del nivel de vida. Satisfacer las demandas esenciales de refrigeración de las personas empobrecidas es un gran reto debido a su falta de acceso a la electricidad», escribieron los autores del artículo.

La investigación se detalla en un artículo publicado recientemente en la revista Energy and Environmental Science.

Brandon Córdova

Escritor aficionado de ciencia. Estudia Ingeniería Ambiental en la Universidad Privada del Norte (UPN).

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