Cientistas inventaram, agora, um novo método de refrigeração.

Dê as boas-vindas ao arrefecimento ionocalórico. Trata-se de uma nova forma de baixar temperaturas, com potencial para substituir os métodos atuais de refrigeração por um processo mais seguro e mais amigo do ambiente.

Os sistemas de refrigeração convencionais removem calor de um espaço através de um fluido que o absorve ao evaporar-se e transformar-se em gás, sendo depois transportado por um circuito fechado e condensado novamente em líquido.

Por mais eficaz que este processo seja, alguns dos materiais mais usados como refrigerantes são particularmente prejudiciais para o ambiente.

Há, no entanto, mais do que uma forma de obrigar uma substância a absorver e libertar energia térmica.

Um método apresentado em 2023, desenvolvido por investigadores do Lawrence Berkeley National Laboratory e da University of California, Berkeley, tira partido da forma como a energia é armazenada ou libertada quando um material muda de fase, como acontece quando o gelo sólido passa a água líquida, por exemplo.

Se aumentarmos a temperatura de um bloco de gelo, ele derrete. O que não se percebe tão facilmente é que esse derretimento absorve calor do meio envolvente, arrefecendo-o efetivamente.

Uma forma de forçar o gelo a derreter sem aumentar a temperatura é adicionar algumas partículas carregadas, ou iões. Espalhar sal nas estradas para impedir a formação de gelo é um exemplo comum deste efeito. O ciclo ionocalórico também usa sal para alterar a fase de um fluido e arrefecer o espaço em redor.

"A questão dos refrigerantes continua por resolver", afirmou o engenheiro mecânico Drew Lilley, do Lawrence Berkeley National Laboratory, na Califórnia.

"Até agora, ninguém conseguiu desenvolver com sucesso uma solução alternativa que arrefeça, funcione com eficiência, seja segura e não prejudique o ambiente. Acreditamos que o ciclo ionocalórico tem potencial para cumprir todos esses objetivos, se for implementado da forma certa."

Os investigadores modelaram a teoria do ciclo ionocalórico para demonstrar como este poderá competir com os refrigerantes usados atualmente, ou até superar a sua eficiência. Uma corrente elétrica no sistema deslocaria os iões presentes, alterando o ponto de fusão do material para provocar uma mudança de temperatura.

A equipa realizou também experiências com um sal composto por iodo e sódio para derreter carbonato de etileno. Este solvente orgânico comum também é usado em baterias de iões de lítio e é produzido com dióxido de carbono como matéria-prima. Isso poderá fazer com que o sistema não seja apenas de GWP [potencial de aquecimento global] zero, mas até de GWP negativo.

Na experiência, foi medida uma variação de temperatura de 25 graus Celsius (45 graus Fahrenheit) com a aplicação de menos de um volt de carga, um resultado que supera o que outras tecnologias calóricas conseguiram alcançar até agora.

"Há três aspetos que estamos a tentar equilibrar: o GWP do refrigerante, a eficiência energética e o custo do próprio equipamento", explicou o engenheiro mecânico Ravi Prasher, também do Lawrence Berkeley National Laboratory.

"Logo à primeira tentativa, os nossos dados parecem muito promissores nestes três pontos."

Os sistemas de compressão de vapor atualmente usados nos processos de refrigeração dependem de gases com elevado GWP, como vários hidrofluorocarbonetos (HFCs).

Os países que aderiram à Emenda de Kigali comprometeram-se a reduzir a produção e o consumo de HFCs em pelo menos 80 por cento nos próximos 25 anos - e o arrefecimento ionocalórico poderá ter um papel importante nesse esforço.

Agora, os investigadores precisam de levar a tecnologia do laboratório para sistemas práticos que possam ser usados comercialmente e escalados sem problemas. No futuro, estes sistemas poderão servir tanto para aquecimento como para arrefecimento.

As investigações em curso estão a testar diferentes sais para perceber quais as combinações mais eficazes a retirar calor de um espaço. Em 2025, uma equipa internacional de investigadores publicou os resultados do seu estudo sobre uma versão altamente eficiente com sais à base de nitratos, reciclados com recurso a campos elétricos e membranas.

Era precisamente este o caminho que Prasher e a sua equipa previam que a sua investigação abriria.

"Temos este ciclo termodinâmico e esta estrutura completamente novos, que reúnem elementos de diferentes áreas, e mostrámos que podem funcionar", disse Prasher.

"Agora é tempo de experimentar, testar diferentes combinações de materiais e técnicas, e enfrentar os desafios de engenharia."

A investigação foi publicada na revista Science.

Uma versão anterior deste artigo foi publicada em janeiro de 2023.