Calor vira frio diretamente em refrigeração sem eletricidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/09/2026

O novo sistema de refrigeração combina duas lâminas de níquel-titânio: Uma lâmina termossensível gera movimento, que uma segunda lâmina utiliza para produzir resfriamento.
[Imagem: Yi-Ting Hsiau/Jingyuan Xu/Ella Maru Studio]

Refrigeração sem motor

O princípio básico de refrigeração das geladeiras, sistemas de ar condicionado ou centrais de dados permanece o mesmo usado há mais de cem anos: Um compressor movido a eletricidade transfere o calor transportado por um fluido refrigerante de um local para outro. Como a demanda por refrigeração está em constante crescimento, o aquecimento e o resfriamento representam atualmente quase metade do consumo global de energia.

Então, que tal trocar os motores elétricos usados nessas tecnologias de resfriamento pelo próprio calor?

Este é justamente o conceito que está sendo testado por Yi-Ting Hsiau colegas do Instituto de Tecnologia Karlsruhe (Alemanha) e da Universidade de Tsukuba (Japão).

Duas películas ultrafinas de uma liga metálica especial, conhecida como liga com memória de forma, do mesmo tipo usado em músculos artificiais, interagem para converter energia térmica em trabalho mecânico, o que hoje é feito pelos motores elétricos. Em seguida, esse trabalho mecânico é convertido em frio.

Além de economizar energia, essa interação abre novas possibilidades para a reciclagem de calor residual e para o uso da energia solar em sistemas de refrigeração de estado sólido.

Conceito e princípio de funcionamento do refrigerador elastocalórico acionado por calor usando filmes de SMA (liga com memória de forma).
[Imagem: Yi-Ting Hsiau et al. - 10.1038/s41560-026-02122-6]

Refrigeração elastocalórica

O protótipo para demonstração do conceito possui duas películas ultrafinas de níquel-titânio que desempenham funções complementares.

A primeira película utiliza o efeito de memória de forma: Ao ser aquecida, ela começa a encolher, convertendo energia térmica diretamente em trabalho mecânico, sem a necessidade de um motor elétrico. Esse movimento é imediatamente transferido para a segunda película, onde o carregamento e descarregamento cíclicos provocam alterações reversíveis na estrutura cristalina do metal, gerando frio.

Dessa forma, o calor substitui o atuador elétrico, anteriormente utilizado em sistemas de refrigeração elastocalórica.

"A inovação crucial reside na combinação de duas funções complementares de ligas com memória de forma: Uma película converte calor em trabalho mecânico e a outra converte esse trabalho em frio," descreveu o professor Jingyuan Xu. "Assim, estabelecemos uma nova abordagem para o resfriamento de estado sólido, abrindo possibilidades interessantes para o aproveitamento do calor residual e da energia solar."

O protótipo ainda não está otimizado, mas já demonstrou a viabilidade prática do conceito.
[Imagem: Yi-Ting Hsiau et al. - 10.1038/s41560-026-02122-6]

Refrigeração de estado sólido

Com o atuador a uma temperatura de 86 °C, o protótipo alcançou uma diferença de temperatura de 4 °C no nível do componente, enquanto a variação de temperatura no refrigerante elastocalórico foi de quase 13 °C. O sistema também funcionou de forma confiável com uma fonte de calor externa que forneceu 130 °C, demonstrando que ele é capaz de operar com fontes de calor reais.

Dessa forma, o protótipo comprova experimentalmente pela primeira vez a viabilidade do conceito.

A configuração usada na demonstração foi projetada como um estudo de viabilidade e, portanto, ainda não está otimizada para uma capacidade máxima de resfriamento. A equipe já está trabalhando na conexão de múltiplas películas em paralelo para aumentar a capacidade de resfriamento.

As aplicações potenciais variam desde o resfriamento de processadores em computadores, que poderiam usar seu próprio calor residual para esse fim, até o resfriamento de componentes eletrônicos sensíveis em automóveis, utilizando o calor do sistema de propulsão e transmissão.

"Acreditamos que isto é apenas o começo," disse Xu. "Ao ampliar essa tecnologia, queremos desenvolver sistemas de refrigeração compactos que aproveitem fontes de calor abundantes para um resfriamento sustentável."

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