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No seu conjunto, equipamentos como frigoríficos, ar condicionado e bombas de calor, representam mais de 20% do consumo de eletricidade em todo o mundo, segundo dados do Instituto Internacional de Refrigeração. Numa altura em que é imperativa a eficiência energética e a redução de gases com efeito estufa, uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) deu mais um passo em frente, com uma tecnologia que abre portas à refrigeração mais eficiente, limpa e sustentável.
A refrigeração magnética é uma das tecnologias alternativas mais promissoras para a indústria de aquecimento e arrefecimento do futuro. Em vez de utilizar a expansão e compressão de gases, esta solução usa materiais sólidos não-poluentes (materiais magnetocalóricos) cuja temperatura varia através da aplicação e remoção de campos magnéticos.
Atualmente, um dos entraves para que a refrigeração magnética seja uma realidade no mercado são os materiais utilizados. Matérias-primas capazes de criar campos magnéticos intensos, como os magnetes das turbinas eólicas, provenientes de terras raras pesadas, são caras e correspondem a mais de 50% do valor de um refrigerador magnético. No trabalho da equipa da FCUP, que já tem um pedido de patente, reduz-se a sua necessidade de utilização e também se aumenta a eficiência energética daqueles que podem ser os frigoríficos do futuro.
“Criámos uma variante desta tecnologia: um campo magnético rotativo que leva ao aquecimento e arrefecimento do material magnetocalórico. Descobrimos, com este efeito, que a temperatura atinge o seu pico para valores de campo magnético menos intensos”, explica João Horta Belo, investigador do Instituto de Física de Materiais Avançados, Nanotecnologia e Fotónica da Universidade do Porto (IFIMUP).
Desta forma, detalha o investigador, é possível, com esta tecnologia, “reduzir o custo, tamanho e peso geral do dispositivo e assim aumentar a viabilidade da sua produção em massa”. “É mais um passo em direção à transição energética”.
Até janeiro do próximo ano, a equipa de investigadores estará a trabalhar num protótipo à macro escala de uma bomba de calor, que implementa esta tecnologia.
Esta inovação foi publicada em artigo na revista Journal of Physics: Energy e é o resultado do trabalho de doutoramento em Engenharia Física da Universidade do Porto de Rafael Almeida, que é orientado por João Horta Belo.
O trabalho, em colaboração com a Universidade de Aveiro (UA), está a ser realizado no âmbito do projeto “Refrigeração magnetocalórica por efeito desmagnetizante”, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia.
A equipa integra ainda os investigadores da FCUP, Cláudia Rodrigues Fernandes, Sara Freitas, João Ventura, João Pedro Araújo e Daniel Silva e também Rodrigo Kiefe e João Amaral, do Laboratório Associado CICECO, da Universidade de Aveiro.
De acordo com as projeções da página Verified Market Research, estima-se uma taxa de crescimento anual de 104,24% para o setor da refrigeração magnética, com o volume do mercado a alcançar o valor de 3724,04 milhões de dólares em 2030.
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
