La revista Nature Communications ha publicado un trabajo dirigido por investigadores de la Universidad de Barcelona en el que se describe un nuevo material que presenta el efecto barocalórico inverso a temperatura ambiente, es decir, se trata de un material que se enfría cuando se le aplica presión, al contrario de lo que sucede habitualmente en la mayoría de materiales. En este estudio también han participado investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña. BarcelonaTech (UPC), de la Universidad de Duisburg-Essen (Alemania) y de la Indian Association for the Cultivation of Science.
El efecto barocalórico hace referencia al cambio de temperatura que experimenta un cuerpo cuando se le aplica una presión hidrostática. La mayoría de los cuerpos se calientan al comprimirlos y se enfrían cuando se descomprimen. En contraposición a este efecto, hay algunos sólidos que se comportan de forma inversa: al comprimirlos, disminuyen de temperatura, y cuando se descomprimen se calientan. Lluís Mañosa, catedrático de la UB explica: «Este comportamiento, poco habitual, es lo que hemos bautizado como efecto barocalórico inverso. En nuestro trabajo hemos encontrado un material que presenta un cambio de temperatura bastante grande para presiones moderadas: disminuye más de 1 ºC cuando la presión aumenta 1 kbar».
En la investigación, el Grupo de Caracterización de Materiales de la Universidad Politécnica de Cataluña. BarcelonaTech (UPC) ha llevado a cabo la caracterización de los procesos, en función de la temperatura y de la presión, a los que se ha sometido el material sólido. Esta caracterización se ha realizado mediante un sistema que ha concebido y realizado el propio grupo.
El material desarrollado es un compuesto intermetálico de La, Fe, Si, Co (lantano, hierro, silicio y cobalto), del grupo de los denominados magnetocalóricos, que cambian de temperatura cuando se les aplica un campo magnético externo. Este grupo de materiales se considera que son los más prometedores, por sus características, como posibles materiales refrigerantes. Según Mañosa, «en el material estudiado, el cambio de temperatura para presiones moderadas es lo suficientemente grande como para que se pueda pensar en posibles aplicaciones de este efecto en refrigeración y que al mismo tiempo sean respetuosas con el medio ambiente. Además, el hecho de que responda a dos estímulos externos ―el estímulo magnético y la presión― permitiría diseñar dispositivos que utilicen los dos estímulos al mismo tiempo para obtener unas prestaciones superiores».
El efecto barocalórico inverso es debido al hecho de que el material, por debajo de una temperatura determinada, experimenta una transición de fase que comporta cambios estructurales y de las propiedades magnéticas, fruto de un acoplamiento magnetoestructural importante. Recientemente, también se ha propuesto la posibilidad de utilizar materiales como este, con cambios simultáneos de imantación y estructura, para dispositivos de recuperación de energía (energy harvesting).
Artículo:
Mañosa, Ll.; González-Alonso, D.; Planes, A.; Barrio, M.; Tamarit, J.Ll.; Titov, I. S.; Acet, M.; Bhattacharyya, A.; Majumdar, S. «Inverse barocaloric effect in the giant magnetocaloric La-Fe-Si-Co compound». Nature Communications, 20 de diciembre de 2011. DOI: 10.1038/ncomms1606.
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