25 nov 2020

Anar al contingut

DEBAT A 'SCIENCE'

La ciència busca com refrigerar el planeta sense contaminar-lo més

El canvi climàtic exigeix sistemes alternatius de refredament que no augmentin les emissions

Els experts recorden que el que està en joc és la supervivència de l'ésser humà

Michele Catanzaro

GRAF6643. MADRID, 30/07/2020.- Varias personas descansan hoy en la zona de Madrid Río, en la capital.Trece comunidades han activado este jueves la alerta por temperaturas muy altas, entre 40 y 41 grados, o por tormentas, con especial incidencia en el País Vasco, donde hay aviso rojo por intenso calor, informa la Agencia Estatal de Meteorología (Aemet) en su página web. EFE/ Mariscal

GRAF6643. MADRID, 30/07/2020.- Varias personas descansan hoy en la zona de Madrid Río, en la capital.Trece comunidades han activado este jueves la alerta por temperaturas muy altas, entre 40 y 41 grados, o por tormentas, con especial incidencia en el País Vasco, donde hay aviso rojo por intenso calor, informa la Agencia Estatal de Meteorología (Aemet) en su página web. EFE/ Mariscal / MARISCAL (EFE)

Neveres i aires condicionats generen escalfament perquè consumeixen energies fòssils i fan servir gasos amb efecte hivernacle. Al seu torn, l’escalfament exigeix més refrigeració per salvaguardar la salut de les persones i els productes.

Sortir d’aquest cercle viciós no és fàcil. La revista ‘Science’ dedica avui una sèrie d’articles a les propostes de la ciència per refredar sense contaminar. Hi ha vies prometedores, però no solucions màgiques. A curt termini, és inevitable canviar dràsticament l’ús de la refrigeració.

El que està en joc és la supervivència humana. El 2017 al golf Pèrsic ja es va superar puntualment el llindar dels 35 graus a l’ombra (tècnicament, «temperatura de bulb humit»). Aquests graus són incompatibles amb la vida humana, ja que impedeix que l’organisme expulsi la calor cap enfora. Les estadístiques del canvi climàtic preveuen que, a partir de mitjans d’aquest segle, aquest llindar se superi cada vegada amb més freqüència.

La refrigeració sembla ser una qüestió de vida o mort. Però consumeix energia fòssil. A més, els gasos que fa servir, els HFC (hidrofluorocarburs), són entre 1.000 i 9.000 vegades més potents que el famós CO2 com a causants de l’escalfament. Un bon reciclatge els pot transformar en substàncies innòques, però no és la norma a tot el món.

De HFC a HFO

El protocol de Kigali del 2016 obliga a l’eliminació dels HFC l’any 2028. No obstant, no hi ha un reemplaçament clar. Les HFO (hidrofluorolefines) són les millors candidates, segons remarquen els estudis de ‘Science’. Altres aspirants són l’amoníac, el diòxid de carboni, el propà i l’isobutà. Però cap és òptim. El reemplaçament ideal hauria de ser eficient i barat, ni tòxic ni inflamable. Tampoc ha de contarminar l’aire o l’aigua. De moment, cap compleix totes aquestes característiques.

Mentre la indústria millora els gasos, la ciència explora els sòlids. En la refrigeració estàndard, es comprimeix i s’expandeix una substància, transformant-la de gas a líquid i viceversa. Arran d’una d’aquestes transicions, el material absorbeix energia de l’entorn i la refreda. Amb alguns materials sòlids passa el mateix, amb la diferència, que es mantenen sòlids durant tot el procés canviant la seva estructura microscòpica.

«El primer a notar-ho va ser el científic cec John Gough, a principis del segle XIX,» explica Xavier Moya, investigador de la universitat de Cambridge i coautor d’un dels articles de ‘Science’. «Li van portar un tros de cautxú i al posar-se’l als llavis va notar que s’escalfava si l’estirava», explica.

Materials mecanocalòrics

Des d’aleshores, s’han trobat o fabricat molts materials mecanocalòrics. El nitinol, per exemple, és un aliatge de níquel i titani que es refreda fins als 20 graus si se li aplica una força. El 2019, investigadors de la universitat de Barcelona li van afegir manganès, arribant fins als 30 graus.

Moya treballa amb vidres plàstics, una classe de materials que baixen fins i tot 40 graus quan els apliquen grans pressions. També hi ha materials que refrigeren quan se’ls aplica un camp magnètic (com el gadolini, una terra rara que refreda sota l’efecte d’un potent imant) o un corrent elèctric (com algunes ceràmiques). Hi ha prototips d’aires condicionats o neveres basats en materials calòrics, però «qualsevol tecnologia que no sigui ‘software’ té temps de desenvolupament d’una dècada», puntualitza Moya.

Hi ha moltes dificultats. Alguns materials són rars o cars. D’altres necessiten imants potents. D’altres es trenquen per l’esforç o el corrent. D’altres van perdent el seu poder refrigerant. «Hi ha una llarga llista d’altres materials que s’estan investigant, però els calòrics són els que queden més ben situats», coincideixen a dir Lluís Mañosa Antoni Planes, investigadors de la UB i inventors, amb altres científics, de l’aliatge de níquel, titani i manganès que tan bons resultats està donant.

Pel·lícula reflectora

Potser la proposta més sorprenent sigui una mena de pel·lícula reflectora desenvolupada per investigadors de la Universitat de Colorado a Boulder. Es tracta d’un supermirall que fa rebotar la calor del sol cap a les parts fredes de l’atmosfera, produint caigudes de fins a 8 graus. Els seus inventors creuen que es podria folrar amb aquest material el sostre dels edificis i les centrals elèctriques per reduir l’exigència de refrigeració a l’interior.

L’efecte es basa a teixir el material amb estructures microscòpiques de mida comparable amb la longitud d’ona de la llum, que permeten dirigir-la cap amunt, amb unes freqüències que creuen fàcilment l’atmosfera. A la natura, les formigues platejades del Sàhara tenen una pell estructurada de forma semblant.

«Fa més d’un segle que utilitzem la mateixa tecnologia per refredar. Els gasos estan millorant moltíssim, però necessitem fer un salt com el que va passar entre els tubs de buit i els semiconductors, que va donar pas a la revolució informàtica», afirma Moya.