Um grupo de cientistas do Instituto de Pesquisa de Metais da Academia de Ciências da China desenvolveu uma abordagem para tornar as tecnologias de refrigeração mais seguras no meio ambiente. A inovação emprega materiais sólidos, capazes de gerar frio sob a acção de estímulos externos, como corrente eléctrica, pressão ou campos magnéticos.

Os materiais apresentam baixa eficiência na transferência de calor, o que limita a sua aplicação em sistemas de grande porte, nos quais se exige dissipação térmica intensa e estável. Para contornar essa limitação, os pesquisadores combinaram os efeitos do arrefecimento em estado sólido com a circulação do líquido.

De acordo com os pesquisadores, os sistemas tradicionais baseados na compressão de vapor estão associados ao elevado consumo de energia eléctrica e a impactos ambientais significativos. Nesses modelos, o fluido refrigerante circula em circuito fechado, que passa sucessivamente por diferentes componentes.

Ensaios laboratoriais demonstraram que, na temperatura ambiente, o método conseguiu reduzir quase 30 °C em apenas 20 segundos. Paralelamente, em condições de temperatura mais elevada, o sistema alcançou uma capacidade de arrefecimento de até 54 °C, um desempenho significativamente superior ao dos actuais materiais sólidos empregados em tecnologias avançadas de refrigeração.

Além disso, nas experiências feitas com tiocianato de amónio, um composto industrial amplamente utilizado e não tóxico, os cientistas observaram que a sua dissolução em água provoca uma intensa absorção de calor. Quando submetido à pressão, o processo reverte-se, liberta a quantidade de energia térmica e promove a sedimentação do sal.

“Diferente dos métodos tradicionais de arrefecimento em estado sólido, nos quais o calor encontra resistência ao atravessar as interfaces dos materiais, a nossa abordagem combina o refrigerante e o meio de transferência de calor num único fluido, que facilita a condução térmica e a integração do sistema”Cientistas do Instituto de Pesquisa de Metais da Academia de Ciências da China

Os cientistas explicam que a alternância controlada de pressão permite manter um ciclo contínuo de arrefecimento, ao configurar um mecanismo promissor para os sistemas de refrigeração.

“Diferente dos métodos tradicionais de arrefecimento em estado sólido, nos quais o calor encontra resistência ao atravessar as interfaces dos materiais, a nossa abordagem combina o refrigerante e o meio de transferência de calor num único fluido, que facilita a condução térmica e a integração do sistema”, explicam os cientistas.

Os mesmos sublinham ainda que a nova solução pode representar uma alternativa estratégica para os desafios térmicos enfrentados pelos centros de computação de alto desempenho ligados à Inteligência Artificial. Ainda assim, a sua aplicação em larga escala dependerá de avanços adicionais, especialmente no desenvolvimento de materiais que possam mudar de estado rapidamente e voltar ao original de forma controlada por meio de pressão.

Segundo a TV Brics, na China, as tecnologias de refrigeração representam cerca de 2% do Produto Interno Bruto e consomem quase 20% de toda a electricidade gerada no país, que corresponde a cerca de 7,8% das emissões de dióxido de carbono.