Investigadores gallegos desarrollan material revolucionario que promete reducir el consumo de electricidad en climatización

El pasado agosto, mientras las olas de calor presionaban las redes eléctricas españolas, los precios de la electricidad se dispararon más del 20 por ciento respecto al mismo mes del año anterior. Un consumidor medio vio cómo su factura se hinchaba unos 11 euros solo por mantener sus casas a una temperatura soportable. Ahora llega el invierno, y con él, nuevas presiones sobre el bolsillo. En medio de este ciclo de dependencia energética, un grupo de investigadores en A Coruña está desarrollando un material que podría romper esa cadena.

Los aparatos de aire acondicionado funcionan mediante un gas refrigerante que circula en un circuito cerrado. Un compresor presuriza ese gas, transformándolo en líquido, y es precisamente ese cambio de estado el que genera calor o frío según se necesite. El sistema tiene dos problemas graves. El primero es obvio: consume electricidad, mucha, y eso se refleja en la factura de fin de mes. El segundo es menos visible pero más peligroso: los gases fluorados utilizados en estos aparatos son potentes gases de efecto invernadero, a menudo más dañinos que el propio dióxido de carbono. Además, el calor expulsado hacia el exterior contribuye al efecto isla de calor urbana, agravando el calentamiento global. Tanto preocupa este problema que la normativa europea aprobada en 2024 ordena la eliminación completa de los hidrofluorocarburos para 2050.

Los investigadores gallegos de la Universidade da Coruña, organizados en los grupos ChemxTech, UDCSolidos e INGEN, junto con colaboradores de Noruega y Francia, han encontrado una solución en un material que ganó el Premio Nobel de Química el año pasado: las estructuras organometálicas, conocidas como MOF por sus siglas en inglés. Juan Manuel Bermúdez, investigador asociado Ramón y Cajal del departamento de Química de la universidad coruñesa, explica que estos materiales tienen una estructura extraordinariamente porosa, similar a una esponja a nivel molecular. Esa porosidad les permite adsorber distintas especies químicas, lo que abre mil aplicaciones posibles: desde purificar aguas contaminadas hasta liberar fármacos de forma controlada dentro del cuerpo.

Lo revolucionario del descubrimiento de estos investigadores es que ciertos MOF se adaptan a nivel molecular cuando entran en contacto con gases específicos. En su caso, juegan con los efectos térmicos del dióxido de carbono. Cuando la esponja molecular se pone en contacto con CO2 presurizado, los átomos que forman la estructura se reorganizan, los poros se expanden para incorporar el gas, y se produce una reestructuración interna. Bermúdez compara este movimiento con la respiración de los pulmones: cuando inhalamos oxígeno, los pulmones se expanden; cuando el MOF absorbe CO2 presurizado, sus poros se dilatan de manera similar. Esos cambios térmicos generados pueden utilizarse para calentar una habitación. El proceso inverso, la exhalación, ocurre cuando se reduce la presión: el poro se relaja, libera el CO2, y se genera frío. El investigador lo compara con un botijo a escala nanométrica: así como el agua que se evapora de los poros de la cerámica genera frío, el dióxido de carbono que se evapora del interior de la esponja produce el mismo efecto.

Utilizar dióxido de carbono como refrigerante puede parecer contradictorio, pero es estratégico. Su potencial de calentamiento global es mil veces inferior al de los gases fluorados, y además representa una forma de economía circular: transformar un residuo en recurso. El verdadero avance, sin embargo, está en haber eliminado la necesidad de consumo eléctrico continuo. Los investigadores han rediseñado el funcionamiento del material para que trabaje bajo presión natural fija en lugar de someterse a ciclos continuos de compresión y descompresión. Cuando la temperatura exterior aumenta, el material libera dióxido de carbono y genera frío de forma natural. Imaginemos las paredes de un edificio: el material se coloca en su interior con CO2. Cuando el sol calienta la pared y alcanza ciertas temperaturas, se libera frío. De noche, el material readsorbe el CO2 y suelta calor. La temperatura umbral a partir de la cual esto ocurre se ajusta simplemente regulando la presión interior. Bermúdez subraya que el sistema puede funcionar en todos los rangos climáticos imaginables, desde menos 30 grados hasta 120 grados centígrados.

El equipo ya ha avanzado hacia la siguiente fase: convertir estos descubrimientos en aplicaciones tangibles. Están desarrollando prototipos de aire acondicionado y bombas de calor para uso doméstico. También trabajan en una caja refrigerada para el transporte de órganos en colaboración con el Complejo Hospitalario Universitario de A Coruña. Otra línea de investigación explora la incorporación del material en ropa especializada para actividades deportivas o situaciones de riesgo térmico extremo: trajes para mineros, trabajadores de altos hornos, bomberos. En cada caso, el material mantendría temperaturas adecuadas sin necesidad de fuentes de energía externas. Lo que comenzó como una pregunta sobre cómo reducir la factura de la luz en verano podría transformarse en una revolución silenciosa en la forma en que climatizamos nuestras vidas.