Una ingeniería cántabra aplica el frío electrónico a la industria

Cuando, por descuido, uno se deja abierta la nevera y vuelve al cabo de media hora, descubre que la temperatura ambiente ha calentado los alimentos de su interior mientras que el frío que encerraba, por el contrario, no ha refrigerado la estancia. La explicación a este fenómeno físico es sencilla: El calor siempre viaja de la parte caliente hacia la fría. Al menos, así era hasta que el físico alemán Thomas Johann Seebeck descubrió en 1821 una propiedad termoeléctrica capaz de invertir esta ley.
El denominado, desde entonces, efecto Seebeck permite convertir una diferencia de temperatura entre dos metales o semiconductores en electricidad. Sólo hay que utilizar un determinado material –célula Peltier– y pasar una corriente eléctrica por él, para que el calor circule de la cara más fría a la más caliente en lugar de hacerlo al revés.
En los casi 200 años que han transcurrido desde entonces, las técnicas y materiales han evolucionado mucho pero ésta sigue siendo la base del frío electrónico, una tecnología en la que se ha especializado Thermocooling, una ingeniería cántabra que está buscándole nuevas aplicaciones para la industria.
Su consejero delegado José Manuel Mier, sostiene que el frío electrónico no se ha desarrollado antes porque es caro y complejo. Las principales dificultades residen en controlar la cantidad de electricidad necesaria para transmitir el frío, distribuirlo uniformemente por el espacio y, finalmente, eliminar el calor sobrante. De momento, Thermocooling ha alcanzado 1.000 watios de frío (en un futuro espera llegar hasta los 5.000 W), una potencia que triplica la conseguida por su inmediato competidor –un fabricante americano que ha logrado 320 watios–, lo que les convertiría en líderes dentro de este mercado.

Refrigeración industrial

En la práctica, los módulos de refrigeración diseñados por Thermocooling pueden emplearse para enfriar armarios que alojen electrónica en cualquier sector industrial; por ejemplo, los que encierran los sistemas de control de ferrocarriles en estaciones al aire libre.
Debido a la temperatura ambiente, a las radiaciones del sol o a la propia naturaleza de lo que contienen, estos armarios se calientan, lo que provoca alteraciones sobre los equipos de medida, que pueden arrojar lecturas erróneas, o afectar a los sistemas que activan mecanismos de seguridad.
Para evitarlo se utilizan la ventilación forzada o los intercambiadores de calor, pero no logran reducir la temperatura por debajo de la de ambiente y no garantizan la estanqueidad. También se emplean compresores, que sí lo hacen pero ocupan un gran espacio, requieren mantenimiento y utilizan gases de refrigeración dañinos para la capa de ozono. A diferencia de éstos, el chip de Thermocooling es ecológico, no necesita mantenimiento, tiene un ciclo de vida superior a los veinte años y es compacto, porque sólo lleva unos intercambiadores estáticos para eliminar el calor sobrante.
Orientados al mercado internacional, Mier espera que estos módulos de refrigeración no sólo tengan éxito en países calurosos, sino también en aquellos otros, como Alemania, donde casi todas las industrias llevan a cabo un mantenimiento preventivo para anticiparse a las posibles averías.
Mientras prepara su comercialización, la próxima meta de la compañía consiste en obtener un flujo de aire frío suficiente para refrigerar rotores de motores eléctricos.

Energía solar

No todos los materiales son idóneos para la generación de frío electrónico, por lo que Thermocooling ha buscado la colaboración de la Universidad de Cantabria, del Centro Tecnológico de Componentes y de la Fundación Leonardo Torres Quevedo para hallar los más adecuados. Y, como lo propio de la investigación es que una cosa lleve a la otra, con su ayuda han desarrollado un material de cambio de fase aplicable también al campo de las energías renovables e, incluso, a la construcción, ya que puede servir para aumentar la eficacia de los suelos radiantes térmicos.
Este nuevo material les ha permitido diseñar un método para la obtención de agua caliente sanitaria a través de un innovador panel solar que, a diferencia de los existentes, no necesita depósitos adicionales, ya que acumula la energía por sí mismo. Esta ausencia de depósitos para el agua, además de lograr un calentamiento instantáneo, evita riesgos para la salud, como la presencia de la bacteria legionella, y conlleva un ahorro de espacio, así como una indudable mejora estética.
Lógicamente, los paneles solares fotovoltaicos están sometidos al sol y cuanto más se calientan el rendimiento va siendo, proporcionalmente, menor. Por eso, valiéndose de los materiales de cambio de fase y de los intercambiadores con los que desarrollan el frío electrónico, los investigadores de Thermocooling están trabajando en la refrigeración de estos paneles, que será clave si el precio del petróleo sigue subiendo.
Ahora que ya cuentan con las tecnologías y han solicitado las patentes, van a empezar a fabricar estos productos, con el apoyo de Sodercan y del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), a través de un programa dirigido a la consolidación de empresas de base tecnológica, en el que sólo han sido incluidas dos empresas cántabras.