Un equipo del Centro de Investigación en Tecnología de Productos y Procesos Químicos (Pro2TecS) de la Universidad de Huelva, en colaboración con el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Sevilla, ha desarrollado una emulsión derivada de cáscaras de limón, naranja y pomelo para sistemas de refrigeración. Además de transportar frío, el líquido puede almacenarlo y liberarlo cuando cambia la temperatura.
El material podría utilizarse como acumulador térmico, a modo de bolsa de hielo, o circular por tuberías para transportar frío dentro de una instalación. Los ensayos de laboratorio indican que funciona aproximadamente entre −85 y +5 grados centígrados y que puede almacenar y transportar hasta 2,4 veces más frío que algunos refrigerantes habituales ocupando el mismo espacio.
Una emulsión sin agua
La principal novedad es que la emulsión no contiene agua, lo que permite trabajar a temperaturas inferiores a las de algunos refrigerantes secundarios convencionales, como las mezclas de glicol con agua o las salmueras. Entre sus posibles ámbitos de aplicación figuran la congelación industrial, el transporte y la conservación de alimentos, medicamentos y muestras biológicas, así como la refrigeración de muy baja temperatura.
La investigación se encuentra en fase de prueba de concepto y el material tendrá que validarse en condiciones reales antes de convertirse en un producto final. «Buscamos materiales que ayuden a almacenar energía térmica y a mejorar la eficiencia de los procesos de refrigeración. La idea es que el sistema no solo transporte frío, sino que también pueda guardarlo y liberarlo cuando sea necesario», explica Adrián Tenorio Alfonso, investigador de la Universidad de Huelva.
El estudio, titulado Pickering anhydrous emulsions as heat transfer fluids with cold energy storage characteristics for refrigeration and freezing, se publicó en International Journal of Refrigeration. El almacenamiento de energía térmica permite conservar calor o frío para utilizarlo en otro momento y, en refrigeración, puede contribuir a reducir el consumo energético y evitar que los equipos produzcan frío de manera constante.
Los componentes de la mezcla
La emulsión combina PEG400, que absorbe y libera energía al cambiar de estado, con D-limoneno, procedente de la cáscara de cítricos, que sustituye al agua. También incorpora nanopartículas de sílice para mantener estable la mezcla y evitar que las gotas se separen.
Según los resultados, la sílice mantiene separadas las gotas del material que almacena frío durante la congelación y la descongelación. Una cantidad excesiva, sin embargo, aumenta la viscosidad y dificulta el movimiento del líquido por tuberías. «Por eso, el reto está en ajustar bien la ‘receta’», añade Tenorio Alfonso.
El equipo ha formulado el material, estudiado sus propiedades térmicas y de flujo y comparado su rendimiento con el de refrigerantes habituales mediante ensayos de laboratorio y cálculos matemáticos. Las siguientes líneas de trabajo se centran en probar la emulsión en sistemas más próximos a una instalación real, con compresores, válvulas, tuberías e intercambiadores de calor. Esas pruebas permitirían comprobar si los resultados se mantienen y si hace falta ajustar la formulación.
Financiación de la investigación
El grupo plantea además avanzar hacia procesos de preparación más sencillos para facilitar el posible desarrollo industrial y mejorar la sostenibilidad del sistema. La investigación ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Industria, Energía e Innovación de la Junta de Andalucía, y con apoyo del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Agencia Estatal de Investigación y fondos FEDER.
