Refrigerador magnético sin freón ni compresor exprés
Los refrigeradores magnéticos basados en el efecto magnetocalórico (EMC) a temperatura ambiente son ecológicos pero caros debido al uso de elementos de tierras raras, como el gadolinio. Para reducir costos, se investigan aleaciones de metales de transición. En este trabajo se obtuvo mediante fundición una aleación masiva de Fe₄₇.₅Ni₃₇.₅Mn₁₅ con una temperatura de Curie cercana a la ambiente y una capacidad de enfriamiento de 297,68 J/kg, lo que resulta prometedor para aplicaciones económicas. Para mejorar el EMC mediante superparamagnetismo (reducción de tamaño), se sintetizaron nanopartículas de la misma composición por ablación láser pulsada en etanol. Sin embargo, las nanopartículas obtenidas no muestran una temperatura de Curie alrededor de la ambiente, probablemente debido a una incorporación significativa de carbono durante la síntesis, lo que deterioró las propiedades magnetocalóricas. El estudio destaca el potencial de las aleaciones de metales de transición para la refrigeración magnética y la necesidad de optimizar los métodos de síntesis para alcanzar las características térmicas deseadas en forma nanométrica.
Un refrigerador común comprime un gas que daña el planeta. Una alternativa es la refrigeración magnética. Dentro de ciertos materiales, los átomos se comportan como un enjambre de brújulas miniatura. Encienda el imán: todas las brújulas giran a la vez en la misma dirección, liberando calor. Apáguelo: las agujas vuelven al caos, absorbiendo calor del entorno. Este ciclo puede enfriar sin ruido ni refrigerante dañino.
Los científicos tomaron hierro, níquel y manganeso, materiales fáciles de conseguir, y fundieron una pieza de aleación. En ella, las brújulas trabajan al unísono a temperatura ambiente, absorbiendo casi 300 julios de energía por cada kilogramo, suficiente para un electrodoméstico. Luego intentaron convertir la aleación en nanopolvo para potenciar el efecto gracias a sus tamaños ultrapequeños. Pero el tratamiento con láser saturó sin querer las partículas con carbono. Los átomos extraños desajustaron las brújulas, y el enfriamiento se desplazó lejos de las marcas de temperatura ambiente.
Conclusión: las aleaciones baratas funcionan de maravilla mientras permanezcan íntegras. Para dar el salto a la nanotecnología, se necesitan métodos sin contaminación por carbono. Los refrigeradores silenciosos y seguros están más cerca de lo que parece, pero los caprichos de los materiales no tienen prisa por abrirles camino.
🎯 El efecto, descubierto en 1881, esperó su momento durante más de cien años: solo las aleaciones baratas lograron sacar la refrigeración magnética de los laboratorios.
🎬 En «Dune», en Arrakis no hay compresores; quizá algún día los sistemas magnéticos sean igual de silenciosos e invisibles.