Aire acondicionado por climatización magnética
La climatización magnética es una técnica novedosa que intenta mejorar la eficiencia de los equipos de aire acondicionado. Hoy por hoy, se está aplicando a grandes equipos o enfriadoras condensadas por aire o por agua, no a los tradicionales aires acondicionados que tenemos en nuestras viviendas. No obstante, sin duda llegará a implementarse.
Sin embargo, no es un descubrimiento nuevo, ya que el efecto de enfriamiento que se consigue con el magnetismo fue observado a principios del siglo XX por los físicos P. Weiss y A. Piccard, de nacionalidad suiza. Aunque en su día no tuvo más trascendencia. No obstante, hay dos formas de aprovechar el magnetismo para conseguir aire acondicionado.
Pero, ¿en qué consiste realmente la refrigeración magnética? La refrigeración magnética se está aplicando de dos formas. Por un lado, se usa para eliminar parte del aceite que se utiliza en los componentes móviles de las enfriadoras. Por otra parte, se investiga la aplicación del fenómeno físico del magnetismo, en una nueva tecnología de enfriamiento, la climatización magnética.
La levitación magnética
Esta técnica aprovecha el magnetismo para eliminar gran parte del aceite que se utiliza en los compresores de gas frigorífico tradicionales, al igual que cualquier motor. De modo que se minimiza la fricción de las partes metálicas. Mediante un sistema de imanes, se consigue que no exista fricción, ya que siempre se mantiene un pequeño espacio entre las partes que están en movimiento.
Las máquinas frigoríficas tradicionales trabajan con un porcentaje de aceite en el evaporador demasiado alto. Esto hace que su rendimiento sea cerca de un 21% menor que en las máquinas de levitación magnética. El alojamiento del eje de impulsión, en el compresor, se realiza sin aceite gracias a la tecnología de levitación magnética.
Como resultado se obtiene un movimiento en el que no se produce ningún desgaste mecánico en las piezas móviles. Así se minimiza el riesgo de averías. Además, se integra una nueva tecnología que ayuda para que la corriente de arranque se reduzca al mínimo. De modo que se produce una adaptación de potencia automática a las necesidades de frío de cada momento. De este modo, el equipo refrigerador consigue una gran eficiencia energética, especialmente en cargas parciales.
Sin embargo, estos equipos continúan usando un ciclo térmico por gas refrigerante. Aunque se buscan gases frigoríficos que se adapten mejor al funcionamiento por levitación magnética, y que a su vez no sean tan dañinos como los actuales. Un ejemplo es el CO2, que se está usando en algunos equipos por levitación magnética.
Refrigeración por ciclo termomagnético
Esta nueva tecnología aprovecha la propiedad que tienen algunos materiales de alterar su temperatura al ser sometidos a campos electromagnéticos. De forma que se crea un ciclo de magnetización y desmagnetización para absorber calor de un lugar y cederlo en otro.
La tecnología que usan las bombas de calor o aires acondicionados actuales son el sistema de refrigeración más eficiente que existe. Ya que aprovechar hasta un 75 % de la energía contenida en el aire. No obstante, los gases refrigerantes que se usan están englobados dentro de los que destruyen la capa de ozono y, en parte, del efecto invernadero.
Aquí es donde entra a ser interesantes las investigaciones sobre los materiales magnetocalóricos. Es decir, aquellos que reaccionan a los campos magnéticos variando su temperatura.
¿Cómo funciona el ciclo termomagnético?
Cada empresa o laboratorio que investiga en esta dirección está aplicando sus avances de forma diferente, por lo que no hay un único proceso. Es decir, no hay un estándar en el que se base el funcionamiento del ciclo termomagnético, aunque todos basan sus estudios en proceso de magnetización y desmagnetización.
1- Magnetización adiabática
El metal magnetocalórico se instala dentro del equipo aislado térmicamente. Se le aplica un campo magnético externo y se aumenta su intensidad. Esto provoca que se alinean sus dipolos magnéticos con el campo aplicado y por ello, la temperatura del metal también aumenta.
2- Transferencia o cesión de calor
Este paso es denominado técnicamente “transferencia de entropía iso-magnética”. Ahora se elimina el campo magnético. No obstante, el material magnetocalórico se queda magnetizado, manteniendo su alta temperatura.
3- Desmagnetización adiabática
En este paso del proceso, el material magnetocalórico es sometido a un proceso de desmagnetización. Esto provoca que su temperatura descienda a niveles normales, quedando preparado para absorber calor.
4- Absorción de calor
De nuevo tenemos lo que técnicamente se denomina “transferencia de entropía iso-magnética”, aunque en este caso será para absorber el calor de la estancia a refrigerar. Así, el metal magnetocalórico se pone en contacto con el entorno a enfriar, absorbiendo el calor de este.
Ahora se vuelve a empezar el ciclo, en el que se cederá calor en el exterior.
Beneficios de la climatización magnética
Loa beneficios que puede aportar la climatización magnética son muchos. Aunque como principal beneficio es la disminución de la contaminación:
Beneficios | Motivo |
Ecológico | ✓ El principal componente para el trabajo en la absorción y cesión de calor es sólido ✓ Puede aislarse fácilmente del Medio Ambiente, al contrario que los gases refrigerantes actuales ✓ Los metales que se utilizan son de baja toxicidad y se pueden reutilizar para otras funciones después de desechar el equipo o electrodoméstico |
Alta eficiencia | ✓ El calentamiento y enfriamiento del material magnetocalórico es un proceso termodinámico reversible, al contario que un refrigerador de ciclo combinado ✓ Los equipos de enfriamiento magnético consiguen entre 20 y 30 % más eficiencia que los que funcionan en el ciclo de gas |
Progreso | ✓ Gracias a las investigaciones en los superconductores y en los imanes permanentes, se espera que esta nueva tecnología sea asequible muy pronto ✓ Hoy por hoy no es posible debido al alto coste de los componentes, por lo que aún no disponemos de electrodomésticos que empleen esta nueva tecnología |
Vida útil | ✓ Este sistema de refrigeración se basa en los campos magnéticos y apenas hace uso de partes móviles, por lo que no hay apenas desgaste o fricción de sus componentes. Es por ello que se estima que la vida útil de estos nuevos equipos sea sensiblemente mayor que los actuales aires acondicionados |
Reciclaje | ✓ Todos los componentes de los equipos de climatización magnética son fácilmente separables y reciclables ✓ Son materiales que tienen un índice de reutilización incluso mayor que las placas solares fotovoltaicas al ser recicladas |
Flexibilidad | ✓ El climatizador magnético tiene una base de funcionamiento que se puede aplicar a diferentes equipos. Haciendo que su uso sea muy flexible y adaptable a cualquier aplicación que requiera de refrigeración o calentamiento |
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