Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong desenvolveram um sistema de refrigeração baseado em ligas metálicas que pode representar uma alternativa aos atuais aparelhos de ar-condicionado.
O estudo, publicado na revista Nature Energy, explora a chamada refrigeração elastocalórica, um processo que utiliza a deformação mecânica de metais para resfriar o ambiente, sem o uso de gases de efeito estufa.
O método se baseia em propriedades físicas de determinadas ligas metálicas que se aquecem quando comprimidas e resfriam ao retornar à sua forma original.
Esse ciclo térmico ocorre sem a necessidade de fluidos refrigerantes como os hidrofluorocarbonetos (HFCs), amplamente usados em sistemas de climatização atuais e apontados como substâncias com alto potencial de aquecimento global.
A tecnologia emprega ligas metálicas com diferentes temperaturas de transição, ajustadas para responder a compressões em diversas condições ambientais.
Segundo os autores, a configuração permite ampliar a faixa de funcionamento do sistema e adaptar seu desempenho a aplicações variadas.
O conceito de refrigeração elastocalórica não é novo e remonta à década de 1980, mas os avanços recentes na engenharia de materiais permitiram otimizações que elevaram a eficiência do processo.
De acordo com os dados divulgados pela equipe da universidade, o sistema desenvolvido alcança um desempenho energético até 48% superior ao de aparelhos de ar-condicionado convencionais.
Os cientistas explicam que esse ganho se deve à redução de perdas térmicas e à eliminação dos ciclos de compressão e expansão de gases, característicos dos compressores tradicionais.
O estudo destaca que o funcionamento do sistema depende da aplicação de forças mecânicas sobre os metais, o que provoca alterações estruturais nas ligas e gera variações de temperatura.
Ao comprimir o material, ele libera calor; quando a força é removida, ocorre absorção térmica. Esse comportamento, explorado de forma cíclica, possibilita a extração de calor do ambiente e seu descarte em outra região, resfriando o espaço desejado.
A refrigeração elastocalórica vem sendo investigada como alternativa em diversos centros de pesquisa por seu potencial de reduzir a pegada ambiental da climatização, setor responsável por parcela significativa do consumo global de energia elétrica.
Os sistemas atuais utilizam compostos químicos regulados por protocolos internacionais, como o Acordo de Kigali, devido ao impacto climático de sua emissão.
Os pesquisadores de Hong Kong afirmam que a tecnologia ainda se encontra em fase de testes laboratoriais e em ambiente controlado. A aplicação comercial dependerá da superação de desafios técnicos relacionados à durabilidade dos materiais, escalabilidade da produção e adaptação a diferentes sistemas de ventilação.
Entre os possíveis usos da tecnologia estão sistemas de climatização residencial, equipamentos industriais e veículos elétricos. A equipe de pesquisa considera viável sua integração em projetos de mobilidade sustentável, dada a menor demanda por energia e a ausência de fluidos refrigerantes.
A publicação na Nature Energy amplia a visibilidade internacional do projeto e insere a pesquisa no conjunto de iniciativas voltadas à descarbonização de processos térmicos.
Segundo os autores, a adoção de métodos como a refrigeração elastocalórica poderá contribuir para a redução de emissões associadas ao uso de eletricidade na refrigeração, especialmente em países com matrizes energéticas baseadas em combustíveis fósseis.
A universidade informou que colabora com instituições chinesas na validação do protótipo em diferentes cenários climáticos. Os testes buscam avaliar o desempenho do sistema sob variações de temperatura e umidade, além de sua resposta em ciclos prolongados de operação. Ainda não há previsão de lançamento comercial ou de parcerias com a indústria.
Especialistas em engenharia térmica e materiais destacam que, embora a tecnologia seja promissora, sua viabilidade depende de fatores como custo de produção, resistência mecânica das ligas e eficiência em larga escala.
A substituição de aparelhos de ar-condicionado tradicionais por sistemas elastocalóricos exigirá adaptações na infraestrutura dos edifícios e no design dos equipamentos.
A pesquisa faz parte de um movimento global em busca de soluções mais sustentáveis para a climatização, em resposta ao crescimento da demanda por refrigeração nos centros urbanos e ao impacto ambiental dos sistemas atuais.
A refrigeração elastocalórica integra a lista de alternativas em análise ao lado de outras tecnologias emergentes, como sistemas magnéticos e termoacústicos.