En un contexto de olas de calor cada vez más intensas y preocupantes —con impactos particularmente agudos en países como España—, la ciencia busca soluciones que no dependan de la red eléctrica ni contribuyan a las emisiones de gases de efecto invernadero.
Un equipo de investigadores chinos, respaldados por la Academia de Ciencias de China, ha presentado un sistema de refrigeración revolucionario: una tecnología pasiva capaz de enfriar ambientes sin necesidad de electricidad.
Cómo funciona esta tecnología pasiva
El sistema combina un diodo termorradiativo (TRD) con un motor térmico, generando un flujo continuo de refrigeración aprovechando exclusivamente el calor ambiental. Publicado recientemente en la revista Journal of Photonics for Energy, el modelo desafía el principio convencional que exige un aporte externo de energía para la refrigeración: el TRD utiliza la diferencia térmica y la radiación infrarroja para expulsar calor de un entorno sin consumir electricidad.
El resultado, según simulaciones teóricas, es una potencia de refrigeración de hasta 485 W/m² con el emisor a 20 °C, superando el límite de 459 W/m² establecido por la ley de Planck, uno de los umbrales físicos fundamentales en la transferencia de calor.
Por qué es importante: del aire acondicionado al cambio climático
El potencial de esta tecnología pasiva es doble. Por un lado, reduce la dependencia de sistemas como el aire acondicionado, que según el Global Cooling Prize Report, representan alrededor del 10 % del consumo eléctrico global y contribuyen significativamente a las emisiones de dióxido de carbono. Por otro lado, ofrece una vía de refrigeración sostenible en lugares donde la electricidad es un recurso limitado o caro.
La eficiencia y viabilidad del sistema dependen de varios factores críticos:
- Materiales empleados: el fósforo negro destaca como candidato óptimo, gracias a su alta eficiencia cuántica y su baja recombinación no radiativa, que permite convertir más calor en radiación infrarroja.
- Ubicación del TRD: debe situarse en el lado caliente del motor térmico, lo que eleva la eficiencia entre un 3 % y un 5 %, según las simulaciones recogidas por el equipo de investigación.
- Geometría y relación de superficies: el diseño óptimo requiere que el TRD tenga un área 15 veces menor que la del emisor radiativo, maximizando el flujo térmico y la transferencia de calor.
Aplicaciones potenciales: de edificios a electrónica y ropa inteligente
Si bien el desarrollo aún está en fase teórica y de laboratorio, las posibles aplicaciones de este sistema pasivo van mucho más allá de la construcción de edificios o viviendas. Según el estudio, podría integrarse en la refrigeración de dispositivos electrónicos —como smartphones, ordenadores o baterías—, sectores donde la acumulación de calor es un desafío constante. Además, abre la puerta a innovaciones en ropa inteligente, prendas capaces de autorregular la temperatura corporal sin necesidad de baterías ni circuitos activos.
Aunque los resultados de las simulaciones son prometedores, los investigadores subrayan que aún quedan pasos para convertir esta teoría en prototipos prácticos y comercializables.
