Avances hacia una refrigeración magnética a temperatura ambiente
La tecnología de refrigeración más común consiste en una compresión de vapor y comporta la transición de un refrigerante de fase líquida a gaseosa y viceversa. Se caracteriza por su madurez, aunque también por tener unos niveles bajos de eficiencia energética y por emplear algunas sustancias que se prohibirán en el futuro. En los últimos años, se han propuesto varias tecnologías nuevas como alternativas de refrigeración, aire acondicionado e incluso generación eléctrica. La refrigeración magnética, también denominada magnetocalórica, se ha estudiado como alternativa tras alcanzar el grado más elevado de eficiencia energética a nivel experimental. El proyecto DRREAM (Drastically reduced use of rare earths in applications of magnetocalorics), financiado con fondos europeos, se centró en los avances tecnológicos necesarios para introducir la refrigeración magnética en determinados nichos de mercado. El equipo investigador no anticipaba una sustitución masiva de la tecnología de compresión de vapor. En la refrigeración magnética, el material de trabajo se calienta tras la aplicación de un campo magnético, lo que constituye un proceso análogo al de la fase de compresión de la refrigeración por compresión de vapor. Por su parte, el calor generado a causa del efecto magnetocalórico tiene que evacuarse, un proceso análogo al de la condensación. Anteriormente, el material preferido para la refrigeración magnética era el gadolinio, un metal relativamente raro y un ferroimán resistente. El equipo de trabajo del proyecto DRREAM estudió los compuestos de La(FeSi)13 y sus composiciones híbridas, considerados los candidatos más prometedores para la refrigeración magnética a temperatura ambiente. En su búsqueda del material más adecuado, el equipo de DRREAM posibilitó el desarrollo de herramientas avanzadas para estudiar las transiciones de fase de las aleaciones de hierro que contienen lantano, así como de materiales sin tierras raras. Valiéndose de la difracción neutrónica de alta resolución, probaron teorías ab initio del magnetismo a temperatura ambiente. Un aspecto importante es que se examinaron las piezas producidas por diversas técnicas para determinar sus propiedades termomagnéticas de generación eléctrica. El equipo investigador demostró que la operación de regeneradores posibilitaba mejoras de un 50 % en la capacidad enfriadora de los refrigeradores. El resultado más importante del proyecto fue la reducción de la cantidad de tierras raras utilizadas en los refrigeradores magnéticos domésticos del futuro. En concreto, una mejora considerable del conocimiento de los materiales magnetocalóricos sin tierras raras previsiblemente favorecerá una reducción tanto del consumo de materias primas como del gasto tecnológico.
Palabras clave
Refrigeración magnética, magnetocalórico, tierras raras, DRREAM, lantano
