Nuevos materiales a partir de caucho reciclado para aplicaciones domésticas, industriales y de transporte

En la actualidad, los dispositivos de refrigeración utilizados en aparatos domésticos, industriales y de transporte se basan en la compresión de vapor de hidrofluorocarburos (HFC), lo cual tiene un alto potencial de calentamiento global (GWP, acrónimo en inglés de Global Warming Potential). En este sentido, el rápido crecimiento del sector de la refrigeración ha hecho que la liberación de HFC origine cerca del 3% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. 

La normativa actual, dirigida a eliminarlos de manera progresiva, ha alentado el desarrollo de nuevas tecnologías alternativas para refrigeración con menor potencial de calentamiento atmosférico (PCA). Las más prometedoras y respetuosas con el medio ambiente son los procesos de intercambio de calor asociados a transformaciones mecánicas en materiales sólidos, relacionadas con el efecto mecanocalórico (MC), como el efecto elastocalórico (EC) y barocalórico (BC). Los efectos EC y BC se inducen a través de una transformación de fase (cristalización/fusión), que genera calentamiento/enfriamiento mediante cambios en la deformación por tracción (EC) o por presión hidrostática (BC) del material, respectivamente. Recientemente, el caucho natural ha surgido como un excelente material con efecto MC, y que muestra efectos EC y BC a una tensión aplicada baja o moderada en un rango de temperaturas óptimo para aplicaciones domésticas. 

A diferencia de la mayoría de los materiales calóricos, el caucho es blando, de bajo coste y de origen biológico, cualidades que resuelven simultáneamente algunos de los principales problemas de ingeniería y sostenibilidad de la refrigeración artificial. Sin embargo, a pesar del enorme potencial del caucho natural, este no se ha utilizado hasta la fecha de forma eficiente en prototipos para tecnologías de refrigeración avanzadas. 

En este contexto, se desarrolla el proyecto en el que trabaja el grupo de investigación Plásticos y Composites Ecológicos (e-PLASCOM) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), y el Centro Catalán del Plástico (CCP), cuyo objetivo es diseñar nuevos materiales ad hoc basados en caucho, con composiciones y geometrías específicas, para ser integrados de forma óptima tanto en tecnologías EC como BC a nivel de prototipo. 

Para conseguirlo, se propone procesar los materiales con la composición adecuada, mezclando eventualmente con caucho de desecho procedente de neumáticos, buscando una alta vida a fatiga, así como una alta capacidad de cristalización para alcanzar las propiedades EC y BC esperadas. 

En el marco del proyecto, se trabaja en métodos de procesamiento a escala de laboratorio y de planta piloto para diseñar materiales tanto para la investigación fundamental como para la comercialización de dispositivos EC y BC. Las probetas basadas en caucho natural se ensayan en modos de tracción y compresión en laboratorio y para uso ad hoc en prototipos EC y BC.