Cu 10% din consumul global de electricitate generat de răcire și o cerere estimată să se tripleze până în 2050, o echipă europeană dezvoltă o tehnologie revoluționară pe bază de metale solide, reciclabile și eficiente, care elimină agenții frigorifici toxici și deschide o nouă piață verde pentru industria globală a climatizării.
O nouă cercetare desfășurată în cadrul programului Horizon Europe propune o tehnologie revoluționară de răcire care elimină nevoia de agenți frigorifici toxici.
În locul acestora, sistemul folosește metale reciclabile și eficiente, capabile să răcească fără emisii și fără riscuri pentru mediu.
Dezvoltată de echipa condusă de inginerul sloven Jaka Tusek, inovația ar putea redefini standardele dintr-un sector aflat sub presiunea unei cereri globale în creștere accelerată.
Răcirea fără regrete
„Voiam să lucrez la ceva revoluționar, să abordez ceva care nu s-a mai făcut până acum”, mărturisește Tusek, cercetător la Universitatea din Ljubljana. Acesta și-a început parcursul științific cu gândul clar de a depăși granițele convenționalului.
Misiunea sa a prins contur odată cu proiectul SUPERCOOL, finanțat de Uniunea Europeană între 2019 și 2023.
Obiectivul: dezvoltarea unei tehnologii de răcire solidă, care să nu implice substanțe volatile sau periculoase pentru mediu.
În centrul noii tehnologii se află metale inteligente, capabile să se încălzească sau să se răcească atunci când sunt supuse unor deformări mecanice. Noua tehnologie vine fără emisii, fără zgomot, fără riscuri majore.
Un secol de răcire, un secol de probleme
Răcirea se bazează pe chimia schimbărilor de fază, procese prin care materia trece dintr-o stare în alta: solidă, lichidă sau gazoasă.
În sistemele convenționale, agenții frigorifici se transformă din lichid în gaz și invers, generând astfel efectul de răcire.
De la frigiderele de apartament la instalațiile industriale, majoritatea tehnologiilor actuale folosesc principiul compresiei de vapori. Acesta este un proces vechi, din secolul trecut, care implică substanțe chimice contributoare la încălzirea globală.
„Dacă un kilogram dintr-un astfel de agent frigorific se evaporă în atmosferă, acesta va avea aproximativ același efect de seră ca și conducerea unui autoturism pe o distanță de circa 30.000 de kilometri”,
avertizează Tusek.
Chiar dacă substanțele cele mai periculoase au fost eliminate după 1989, înlocuitorii – hidrofluorocarburile (HFC) – nu sunt deloc inofensivi.
Din contră, acestea pot fi chiar mii de ori mai nocive decât dioxidul de carbon. De aceea sunt și ele vizate pentru eliminare treptată la nivel global.
Tuburi metalice în loc de gaze nocive
Soluția propusă de cercetătorii sloveni se bazează pe proprietățile unora dintre metalele cu memorie de formă, precum nitinolul. Acest aliaj de nichel-titan poate suferi tranziții de fază chiar și în stare solidă.
Procesul, denumit răcire elastocalorică, transformă stresul mecanic în variații de temperatură, fără schimb de fază gazoasă și fără poluare.
„În cuvinte simple, atunci când sunt supuse unui stres mecanic, se încălzesc, iar când nu mai sunt supuse unui astfel de stres, se răcesc”, explică Ziga Ahcin, cercetător implicat în proiect.
Spre deosebire de agenții frigorifici clasici, aceste materiale nu sunt dăunătoare pentru oameni sau pentru mediu.
Nitinolul este chiar biocompatibil și este deja utilizat în domeniul medical.
În teorie, sistemul ar putea fi semnificativ mai eficient decât cele convenționale, deși se află încă într-un stadiu incipient.
Tehnologia are potențial de reducere drastică a consumului de energie și a riscurilor pentru mediu.
In acest fel, sistemul contribuie direct la obiectivele ambițioase ale Pactului Verde European.
Proiectul SUPERCOOL este urmat de inițiativa E-CO-HEAT, care continuă până în 2026, vizând aplicabilitatea pe scară largă a acestei soluții.
„Prototipul nostru funcționează în prezent la 15% din eficiența maximă posibilă, în timp ce compresia cu vapori are o eficiență de 20–30%”, transmite Tusek.
„Dar noi dezvoltăm această tehnologie de mai puțin de zece ani, în timp ce sistemele cu compresie există pe piață de peste un secol, deci cred că mai avem loc de îmbunătățire.”
Potențial global, beneficii locale
Potrivit Agenției Internaționale a Energiei, aproximativ 10% din consumul mondial de electricitate este destinat răcirii.
Pe măsură ce temperaturile cresc și nivelul de trai se îmbunătățește în multe regiuni, cererea se află pe o curbă ascendentă alarmantă.
„Nimeni nu vrea să lucreze la 50 de grade Celsius și în condiții de umiditate de 90%”, punctează Tusek.
Astăzi există 2 miliarde de unități de aer condiționat instalate în întreaga lume. până în 2050, numărul s-ar putea tripla.
„Această creștere, combinată cu faptul că aceste sisteme sunt relativ ineficiente și dăunătoare mediului, ar putea duce la un dezastru ecologic”, adaugă Tusek.
Pentru cercetătorii de la Ljubljana, provocarea este acum să transforme acest prototip într-o soluție industrială.
Se pregătește brevetul, iar parteneriatele cu industrie sunt în curs de formare.
„Este grozav să ne gândim că această tehnologie ar putea fi într-o zi peste tot”, a spus Ahcin.
Răcirea viitorului ar putea veni din metale care lucrează în tăcere, dar cu un impact uriaș asupra sănătății planetei.
