Cientistas inventaram um novo método de refrigeração agora.

A próxima grande mudança na refrigeração pode não vir de um gás novo, mas de iões e de um ciclo termodinâmico diferente. Chama-se refrigeração ionocalórica e promete arrefecer com mais segurança e menor impacto ambiental do que muitas das tecnologias atuais.

Hoje, a maioria dos frigoríficos e sistemas de ar condicionado funciona a transportar calor para fora de um espaço com ajuda de um fluido: ele absorve calor ao evaporar-se, circula num circuito fechado e depois condensa novamente para líquido.

Por mais eficiente que seja este processo, alguns dos refrigerantes mais usados são particularmente agressivos 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, aproveita a forma como a energia é armazenada ou libertada quando um material muda de fase - como quando o gelo sólido passa a água líquida, por exemplo.

Aumente a temperatura de um bloco de gelo e ele derrete. O que nem sempre é tão óbvio é que a fusão absorve calor do que está à volta, arrefecendo efetivamente o ambiente.

Uma maneira de fazer o gelo derreter sem precisar de subir a temperatura é adicionar algumas partículas carregadas, ou iões. Salgar estradas para evitar a formação de gelo é um exemplo comum disto em ação. O ciclo ionocalórico também usa sais para alterar a fase de um fluido e arrefecer o que o rodeia.

"O panorama dos refrigerantes é um problema ainda por resolver", disse o engenheiro mecânico Drew Lilley, do Lawrence Berkeley National Laboratory, na Califórnia.

"Ninguém desenvolveu com sucesso uma solução alternativa que arrefeça, funcione com eficiência, seja segura e não prejudique o ambiente. Achamos que o ciclo ionocalórico tem potencial para cumprir todos esses objetivos, se for concretizado de forma adequada."

Os investigadores modelaram a teoria do ciclo ionocalórico para mostrar como ele poderia competir com - ou até superar - a eficiência dos refrigerantes usados hoje. Uma corrente a atravessar o sistema moveria os iões, alterando o ponto de fusão do material para provocar a variação de temperatura.

A equipa também fez experiências com um sal à base de iodo e sódio para derreter carbonato de etileno. Este solvente orgânico comum também é usado em baterias de iões de lítio e é produzido usando dióxido de carbono como matéria-prima. Isso poderia tornar o sistema não apenas com GWP [potencial de aquecimento global] zero, mas com GWP negativo.

No ensaio, mediu-se uma mudança de temperatura de 25 graus Celsius com a aplicação de menos de um volt de carga - um resultado que ultrapassa o que outras tecnologias calóricas conseguiram até agora.

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

"Logo à primeira, os nossos dados parecem muito promissores nos três aspetos."

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

Os países que assinaram a Emenda de Kigali comprometeram-se a reduzir a produção e o consumo de HFCs em pelo menos 80% nos próximos 25 anos - e a refrigeração ionocalórica pode ter um papel importante nisso.

Agora, os investigadores precisam de tirar a tecnologia do laboratório e levá-la para sistemas práticos, que possam ser usados comercialmente e que aumentem de escala sem problemas. Com o tempo, estes sistemas também poderão servir para aquecer, além de arrefecer.

As investigações em curso estão a testar diferentes sais para perceber que combinações podem ser 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, que foram reciclados usando campos elétricos e membranas.

É precisamente o tipo de avanço que Prasher e a sua equipa previam que a sua investigação iria inspirar.

"Temos este ciclo termodinâmico e esta estrutura totalmente novos, que juntam elementos de diferentes áreas, e demonstrámos que pode funcionar", disse Prasher.

"Agora, é tempo de fazer experiências para testar diferentes combinações de materiais e técnicas, de forma a responder aos desafios de engenharia."

A investigação foi publicada na revista Science.

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