Un nuevo dispositivo de subenfriamiento termoeléctrico pasivo desarrollado por dos equipos de investigación de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) y la Universitat Jaume I de Castellón (UJI) se orienta a mejorar la eficiencia energética en equipos autónomos de refrigeración para productos perecederos. Esta solución permite reducir el consumo energético y aumentar la capacidad de regulación de estos sistemas. El mecanismo de subenfriamiento termoeléctrico se integra como un módulo adicional en los equipos autónomos de refrigeración, sin requerir grandes modificaciones. Se presenta como una alternativa silenciosa, de bajo mantenimiento y fácil implementación.
La investigación ha sido financiada por la Agencia Estatal de Investigación dentro de los Proyectos de Generación del Conocimiento 2021, a través del proyecto coordinado ‘Sistemas avanzados de refrigeración multietapa para aplicaciones de baja temperatura’.
Por parte de la UPNA, ha participado en esta investigación el grupo de Ingeniería Térmica y de Fluidos (ITF), vinculado al Instituto de Smart Cities (ISC). Dicho grupo está dirigido por David Astrain Ulibarrena y participa en este proyecto con un equipo de investigación formado por Patricia Aranguren Garacochea, Álvaro Casi Satrústegui e Iñaki Alzuguren Larraza, con Antonio Rodríguez García como investigador principal. Por parte de la Universitat Jaume I de Castellón, el equipo investigador del Grupo en Ingeniería Térmica (GIT), dirigido por Daniel Sánchez García-Vacas y Rodrigo Llopis Doménech, está integrado por Ramón Cabello López, Daniel Calleja Anta, Laura Nebot Andrés, Rafael Larrondo Sancho y Manel E. Martínez Ángeles.
Subenfriamiento termoeléctrico y eficiencia energética
El dispositivo es compacto, robusto, sin partes móviles y diseñado para funcionar sin generar ruido. La tecnología termoeléctrica permite ajustar de manera más afinada el régimen de trabajo del sistema, de modo que la temperatura y el rendimiento del circuito frigorífico se adaptan mejor a las condiciones de operación en cada momento, contribuyendo a la eficiencia energética global.
La técnica de subenfriamiento consiste en enfriar un poco más el refrigerante cuando ya está en estado líquido, antes de que pase por el elemento que provoca la caída de presión y temperatura y llegue a la zona donde se enfría el interior del equipo de refrigeración. Así, el refrigerante entra en mejores condiciones para absorber calor y mantener la temperatura con mayor estabilidad.
Ese enfriamiento extra se obtiene mediante módulos termoeléctricos basados en el efecto Peltier: al aplicarles corriente eléctrica, estos módulos bombean calor de una cara a otra sin necesidad de compresores, ventiladores ni circulación de fluidos internos. En este contexto, el sistema se considera pasivo porque se incorpora como un bloque compacto al circuito, reforzando el carácter silencioso y reduciendo las tareas de mantenimiento.
El dispositivo de subenfriamiento termoeléctrico ha sido validado a nivel experimental en laboratorio y cuenta con una solicitud de patente europea. El equipo promotor busca ahora la colaboración de empresas para avanzar en el desarrollo y la adaptación de la tecnología a aplicaciones concretas mediante acuerdos específicos y un posterior acuerdo de licencia.
Durante los ensayos, se han explorado nuevas mezclas de refrigerantes y dispositivos termoeléctricos en arquitecturas avanzadas en sistemas de refrigeración, como sistemas en cascada, auto-cascada y booster, donde se han registrado mejoras relevantes de eficiencia y descensos asociados en el consumo energético.