Refrigeración por absorción impulsada por calor en sistemas autónomos

El sistema, detallado por Hackster.io, se basa en la tecnología de refrigeración por absorción, un método conocido desde hace más de un siglo. A diferencia de los refrigeradores convencionales que emplean un compresor eléctrico, esta aproximación aprovecha el calor para impulsar un proceso termodinámico y químico que produce frío. Esta característica lo convierte en una opción relevante para entornos fuera de la red eléctrica, donde el suministro de energía puede ser limitado.

El principio fundamental del sistema reside en la relación entre la presión y el punto de ebullición del agua. Si bien el agua hierve a 100°C a presión atmosférica, un vacío suficientemente potente puede reducir su punto de ebullición hasta temperaturas cercanas a la congelación. Este proceso de evaporación absorbe calor del entorno, generando el efecto de enfriamiento deseado.

El diseño de Greenhill Forge consta de dos componentes principales: un generador y un absorbedor. El generador contiene una solución al 38% de cloruro de calcio y agua destilada. Al ser calentada por una fuente de fuego, el agua se evapora de la solución y se dirige a un condensador, donde se enfría y vuelve a su estado líquido. Posteriormente, esta agua pasa a través de una válvula de aguja ajustable hacia el evaporador en el lado del absorbedor. En esta sección, la presión se mantiene en aproximadamente seis milibares, lo que permite que el agua se evapore a baja temperatura y extraiga calor del área circundante.

Para mantener el vacío esencial y permitir un enfriamiento continuo, el vapor de agua resultante es absorbido por una solución concentrada de cloruro de calcio que se pulveriza en el absorbedor. Aunque el ciclo de refrigeración no requiere un compresor mecánico, el prototipo integra bombas eléctricas para la circulación de la solución entre las secciones y ventiladores de enfriamiento, lo que implica un consumo eléctrico de entre 30 y 50 vatios. Un microcontrolador Arduino se encarga de monitorizar las temperaturas y presiones, ajustar la velocidad de las bombas y activar alarmas de seguridad.

La construcción del refrigerador utilizó en gran medida láminas y tubos de acero inoxidable. Para la conformación de la bobina de enfriamiento, se rellenó un tubo con agua, se congeló y se moldeó, aprovechando el agua congelada para evitar deformaciones. Las uniones de las carcasas metálicas se realizaron mediante soldadura, mientras que las conexiones de tuberías de menor diámetro se brazaron con plata para evitar daños. Tras el ensamblaje, el sistema fue sometido a pruebas de presión para detectar fugas y luego se evacuó con una bomba de vacío, reparando incluso las filtraciones microscópicas antes de introducir la solución de cloruro de calcio.

A pesar de requerir una pequeña cantidad de electricidad para los elementos auxiliares, la mayor parte de la energía necesaria para la refrigeración proviene del fuego. Con futuras mejoras, este enfoque podría establecerse como una solución práctica para la conservación de productos en ubicaciones aisladas, especialmente donde el acceso a combustibles como la leña es más factible que la disponibilidad de energía eléctrica.