Nous materials a partir de cautxú reciclat per a aplicacions domèstiques, industrials i de transport

Actualment, els dispositius de refrigeració utilitzats en aparells domèstics, industrials i de transport es basen en la compressió de vapor d'hidrofluorocarburs (HFC), cosa que té un alt potencial d'escalfament global (GWP, acrònim en anglès de Global Warming Potential). En aquest sentit, el ràpid creixement del sector de la refrigeració ha fet que l'alliberament d'HFC origini prop del 3% de les emissions mundials de gasos d'efecte hivernacle.

La normativa actual, que s’adreça a eliminar-los progressivament, ha encoratjat el desenvolupament de noves tecnologies alternatives per a la refrigeració amb un potencial d'escalfament atmosfèric (PEA) menor. Les més prometedores i respectuoses amb el medi ambient són els processos d'intercanvi de calor associats a transformacions mecàniques en materials sòlids, relacionades amb l’efecte mecanocalòric (MC), com l’efecte elastocalòric (EC) i barocalòric (BC). Els efectes EC i BC s'indueixen mitjançant una transformació de fase (cristal·lització/fusió), que genera escalfament/refredament mitjançant canvis en la deformació per tracció (EC) o per pressió hidrostàtica (BC) del material, respectivament. Recentment, el cautxú natural ha sorgit com un material excel·lent amb efecte MC, i que mostra efectes EC i BC a una tensió aplicada baixa o moderada en un rang de temperatures òptim per a aplicacions domèstiques.

A diferència de la majoria dels materials calòrics, el cautxú és tou, de baix cost i d'origen biològic, unes qualitats que resolen simultàniament alguns dels principals problemes d'enginyeria i sostenibilitat de la refrigeració artificial. Tot i això, malgrat l'enorme potencial del cautxú natural, aquest no s'ha utilitzat fins ara de manera eficient en prototips per a tecnologies de refrigeració avançades.

En aquest context, es desenvolupa el projecte en què treballa el grup de recerca Plàstics i Compòsits Ecològics (e-PLASCOM) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), i el Centre Català del Plàstic (CCP), l'objectiu del qual és dissenyar nous materials ad hoc basats en cautxú, amb composicions i geometries específiques, per ser integrats de manera òptima tant en tecnologies EC com BC a escala de prototip.

Per aconseguir-ho, es proposa processar els materials amb la composició adequada, barrejant eventualment amb cautxú de rebuig procedent de pneumàtics, cercant una alta vida a fatiga, així com una alta capacitat de cristal·lització per assolir les propietats EC i BC esperades.

En el marc del projecte, es treballa en mètodes de processament a escala de laboratori i de planta pilot per al disseny de materials tant per a la investigació fonamental com per a la comercialització de dispositius EC i BC. Les provetes basades en cautxú natural s'assagen en models de tracció i compressió al laboratori i per a l’ús ad hoc en prototips EC i BC.