La esencia de la cáscara de naranja que desafía al frío industrial

A diferencia de los refrigerantes secundarios convencionales como las salmueras o las mezclas de agua con glicol, que se limitan a desplazar la temperatura de un punto a otro, esta nueva mezcla no solo transporta el frío, sino que posee la capacidad de almacenarlo y liberarlo gradualmente según las necesidades del sistema.

La principal novedad técnica del avance radica en la eliminación completa del agua. Al tratarse de una emulsión sin agua, el compuesto puede operar en un rango aproximado de entre -85 y +5 grados centígrados, alcanzando temperaturas muy inferiores a las de los fluidos habituales. Durante los ensayos de laboratorio y los cálculos matemáticos, la solución ha demostrado ser capaz de almacenar y transportar hasta 2,4 veces más frío que los refrigerantes tradicionales ocupando exactamente el mismo espacio.

Esta flexibilidad permite que el material funcione de dos maneras: circulando como fluido caloportador por tuberías e intercambiadores de calor, o bien permaneciendo inmóvil para actuar como una especie de «bolsa de hielo» o acumulador térmico de alta densidad.

Tal y como explica el investigador de la Universidad de Huelva Adrián Tenorio Alfonso, «buscamos materiales que ayuden a almacenar energía térmica y a mejorar la eficiencia de los procesos de refrigeración. La idea es que el sistema no solo transporte frío, sino que también pueda guardarlo y liberarlo cuando sea necesario».

Una receta de tres ingredientes

El hallazgo, cuyos detalles se recogen en la revista científica International Journal of Refrigeration bajo el título 'Pickering anhydrous emulsions as heat transfer fluids with cold energy storage characteristics for refrigeration and freezing' -'Emulsiones anhidras de Pickering como fluidos de transferencia de calor con características de almacenamiento de energía frigorífica para refrigeración y congelación'- se fundamenta en la combinación de dos líquidos inmiscibles y un tercer elemento estabilizador.

Por un lado, el compuesto incorpora PEG400, una sustancia que actúa como reserva de frío al absorber y liberar energía durante sus cambios de estado. Por otro, el D-limoneno —extraído de la piel de los cítricos— sustituye al agua y permite trabajar en rangos de congelación extrema. Finalmente, la mezcla se mantiene unida mediante nanopartículas de sílice, que ejercen como un «pegamento» microscópico que evita que las gotas se separen o se unan durante los ciclos de congelación y descongelación.

Sin embargo, ajustar las proporciones de la mezcla resulta determinante para su uso práctico. «Añadir demasiada sílice hace que el líquido sea más viscoso y más difícil de mover por tuberías. Por eso, el reto está en ajustar bien la receta», aclara Tenorio Alfonso.

Los usos que tiene el hallazgo

La capacidad de conservar calor o frío para su uso posterior permite amortiguar picos térmicos, optimizar el funcionamiento de los equipos y evitar la producción continua de frío, reduciendo así el consumo energético global de la instalación.

Por sus propiedades térmicas y su estabilidad, el líquido se perfila como un candidato para sectores donde las exigencias de conservación son críticas. En la industria alimentaria, contribuye al mantenimiento de la cadena de frío durante la congelación, transporte y almacenamiento de alimentos. En los ámbitos sanitario, biomédico y farmacéutico, abre la puerta a una mayor protección en la custodia de vacunas, medicamentos o muestras biológicas que requieren temperaturas extremadamente bajas y constantes.

El desarrollo se encuentra actualmente en fase de prueba de concepto. Tras haber formulado el material, analizado sus propiedades térmicas y de flujo, y comparado su rendimiento en laboratorio, el grupo de investigación se enfoca en escalar el proyecto a entornos operativos.

El siguiente paso consistirá en probar la emulsión en instalaciones equipadas con compresores, válvulas, tuberías e intercambiadores de calor para comprobar si los resultados se mantienen en condiciones reales y si se requiere ajustar la formulación. Asimismo, los expertos plantean avanzar hacia procesos de preparación más sencillos para facilitar su posterior desarrollo industrial y mejorar la sostenibilidad global del proceso.

La investigación ha contado con la financiación de la Consejería de Universidad, Industria, Energía e Innovación de la Junta de Andalucía, además del apoyo del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Agencia Estatal de Investigación y los Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER).