jueves, 29 de abril de 2010

Gadolinio

No anda el Blog muy movido, bien que me pesa. Pero, como ya anuncié, andamos de obras, en las que hemos consumido más un mes de nuestra vida. Ha dicho mi patronal que ahora o nunca. Que ya vamos para mayores con achaques, que se nos están jubilando y muriendo los amigos y que hay que liarse la manta a la cabeza, tirar el nido por completo y hacerlo nuevo. Y en esas andamos. Sobreviviendo en una especie de apartamento que nos hemos organizado y procurando andar por la calle el mayor tiempo posible, en detrimento de este cuaderno. Menos mal que disponemos de un pequeño "hornillo" (eso si, de inducción, tecnología que no falte), un tostador de pan para que mi chica desayune a su way y un frigorífico en el que el Búho tiene sus alpistes y brebajes.

Hay que reconocer que los frigoríficos han evolucionado algo, pero tampoco demasiado. Y en su evolución, no han sido lo que se dice un dechado de ecología. Porque basándose siempre en el efecto de andar comprimiendo y descomprimiendo un fluído para así enfriarlo y, de resultas, bajar la temperatura del recinto en el que almacenamos cosas, los primeros frigoríficos empleaban como gas al amoniaco, que acababa corroyendo lo que le pusieran por delante. Parecíamos haber descubierto la panacea universal con los clorofluorocarbonos (CFCs) y casi nos quedamos sin capa de ozono sin enterarnos. Menos mal que algún que otro quimicucho anduvo listo y nos ilustró sobre el problema.

Pero todo parece indicar que los frigoríficos a base de compresor (esa maquinita que está en la parte trasera de toda nevera y que mete ruido de cuando en cuando) están en su etapa final y que nuevos dispositivos, basados en procesos de enfriamiento más eficientes, van a venir en su sustitución. Y una de las respuestas parece estar en sustituir el enfriamiento y calentamiento de un gas por similares procesos llevados a cabo con imanes o materiales con propiedades ciertamente inusuales.

Hay algunos materiales como el cromo, el manganeso, el hierro, el níquel y otros menos conocidos que ya veremos, cuyos átomos tienen momento magnético, es decir, se comportan como imanes a escala atómica. Normalmente, cada uno de estos imanes está orientado en una dirección al azar, pero si se aplica un campo magnético mediante un electroimán, los momentos magnéticos tienden a alinearse con él. A ello se opone la agitación térmica debida a la temperatura a la que esté el material, que tiende a desordenar la dirección en la que apunta cada uno de estos imanes atómicos. El resultado es que, al aplicar el campo, esa energía de agitación térmica que desaparece tiene que irse a algún sitio, pasando en forma de calor a los propios átomos del material y a los objetos que estén en contacto con él, con lo que la temperatura sube. A la inversa, si el material está en presencia de un campo externo y, de repente, se suprime el campo, el material se enfría. Tenemos por tanto un proceso para enfriar un material y usarlo, cuando está frío, para refrigerar el interior de un frigorífico. Lo mismo que en los convencionales, pero cambiando de "agente enfriador".

En realidad, el asunto es viejo y procesos de enfriamiento por desimanación adiabática se emplean desde los años 20 del siglo pasado para conseguir temperaturas cercanas al cero absoluto (-273ºC, nada menos). Lo que ocurre es que el proceso sólo era eficaz a esas temperaturas tan bajas porque, a más altas, los campos necesarios para alinear los minúsculos imanes frente a la acción de la agitación térmica serían enormes e imposibles de implantar en un cacharro doméstico.

Pero en los años 90 del siglo pasado se descubrió que un metal de los que los químicos llamamos "raritos", el gadolinio (nombre de vikingo o similar) y, sobre todo, algunos de sus compuestos, tenían la peculiaridad de generar grandes cambios frío/calor por ese efecto de ordenar y desordenar sus pequeños imanes atómicos. Pero haciéndolo, además, en el intervalo de temperaturas que a nosotros nos interesa y sin necesidad de grandes imanes. Eso se conoce como efecto magnetocalórico gigante y, desde entonces, hay muchos Grupos de investigación, y empresas con intereses en la refrigeración, que andan a la caza y captura del material más adecuado para hacer un frigorífico basado en este efecto. Porque cuando se encuentre el más adecuado a su fabricación a escala industrial, todo parecen ventajas. En un sistema convencional la eficiencia raramente supera el 20% del límite teórico. En los prototipos probados de refrigeradores magnéticos se obtienen eficiencias hasta tres veces mayores, ahorrándonos una pasta en electricidad. A todo esto se añade que la mecánica del refrigerador magnético es más sencilla y robusta que en los refrigeradores convencionales, ya que no emplea fluidos a alta presión que se nos puedan ir a la atmósfera y armar la de los CFCs.

Pero no tenemos sólo esa alternativa. Recientemente, investigadores catalanes y alemanes han descubierto que hay materiales, tambien basados en metales como el níquel, el manganeso o el indio, que pueden calentarse y enfriarse comprimiéndolos y enfriándolos (como los gases de los actuales frigoríficos pero con sólidos). Los frigoríficos que potencialmente se fabriquen sobre la base de este segundo efecto (barocalórico lo llaman) parecen más lejanos, pero no utópicos.

Mientras tanto, he decidido bautizar a mi actual frigorífico, fiel sustento en estos turbulentos días de obras, con el nombre de Gadolinio. El tío parece agradecerlo y me dedica uno de sus ruiditos de vez en cuando.

3 comentarios:

gabriela dijo...

Pobre Búho, con el nido a medias...ojalá tu Gadolinio funcione óptimamente para mantener fríos los brebajes primaverales...Ya me sonaba para algo este nombrecito...y hurgando en mis adormecidas neuronas me acordé de alguien a quien le inyectaron este elemento para un examen, creo que una resonancia magnética....y ahí le encontré la conexión...Como siempre digo, con tu blog aprendemos mucho, Búho, y se agradece.

El Búho dijo...

Tus neuronas han funcionado bien.

alberto dijo...

Gracias por el blog Búho, aprendemos mucho