Revisão publicada na Nature Energy mostra até onde chegou o resfriamento calórico e o que ainda impede seu uso em larga escala.
Um refrigerador sem gás refrigerante, em que um material sólido esquenta e esfria conforme recebe ou perde um estímulo externo, já deixou de ser só experimento de bancada. Uma revisão científica publicada na Nature Energy, conduzida por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), na Alemanha, com parceiros internacionais, avaliou o estágio dessa tecnologia, chamada resfriamento calórico, e os obstáculos que ainda separam os protótipos do uso cotidiano.
O trabalho foi liderado como autora responsável pela pesquisadora Jingyuan Xu, que chefia o grupo de pesquisa sobre tecnologias de aquecimento e resfriamento ambientalmente amigáveis e de emissão zero no Instituto de Tecnologia de Microestruturas (IMT) do KIT. O primeiro autor é Nun Wang, também do IMT.
Por que a demanda por frio preocupa
Segundo o KIT, citando o Serviço Meteorológico Alemão, junho de 2026 terminou com uma onda de calor histórica. Com eventos extremos mais frequentes, a demanda de energia para climatização de ambientes deve mais que dobrar até 2050.
A inteligência artificial amplia a pressão. Data centers mais potentes geram mais calor residual e precisam proteger os servidores contra superaquecimento. O frio também ganha peso em eletrônicos, na medicina e na logística.
Hoje, essa necessidade é atendida principalmente por sistemas de compressão de vapor. A tecnologia é madura, mas consome muita eletricidade, pode gerar ruído nos compressores e usa fluidos refrigerantes com alto potencial de aquecimento global.
Como um sólido produz frio
Os sistemas calóricos usam materiais que esquentam sob um estímulo externo e esfriam quando ele é retirado. O estímulo pode ser um campo magnético, um campo elétrico, pressão ou tração mecânica.
Em um equipamento, essa variação de temperatura é aproveitada para absorver calor em um ponto e liberá-lo em outro, em lógica semelhante à de uma geladeira comum.
“Caloric cooling offers two key advantages: It does not require refrigerants with a high global warming potential and can reduce energy consumption”, afirma Xu. Em tradução livre: o resfriamento calórico dispensa refrigerantes de alto potencial de aquecimento global e pode reduzir o consumo de energia.
Protótipos já passam do laboratório
Segundo a revisão, sistemas baseados em campos magnéticos superam três quilowatts de potência de resfriamento, faixa relevante para aplicações maiores. Protótipos acionados mecanicamente já passaram de um quilowatt.
Dispositivos menores, com campos elétricos, podem servir a eletrônicos ou a equipamentos vestíveis.
O que ainda trava o avanço
Há uma distância entre o desempenho do material e o do aparelho pronto. Perdas de calor, fadiga do material e recuperação incompleta do trabalho durante o ciclo reduzem o rendimento final.
“The material can show large temperature changes in the laboratory”, diz Nun Wang. “What matters, however, is how efficiently this effect can be used for cooling in a device.” Ou seja: o que importa é a eficiência com que o efeito é usado no equipamento.
Segundo o KIT, os dispositivos precisam se manter estáveis por muitos milhões de ciclos para funcionar por anos. Também é essencial que absorvam e liberem calor com rapidez e gastem o mínimo de energia no ciclo.
Onde a tecnologia deve entrar primeiro
No curto prazo, os sistemas calóricos não substituirão os atuais de forma geral. “At first, they will be of interest where conventional cooling reaches practical limits”, explica Xu, ao indicar que o interesse inicial está onde a refrigeração convencional encontra limites práticos.
Ela cita como exemplos os casos em que os equipamentos precisam operar de forma muito silenciosa ou em que refrigerantes com alto potencial de aquecimento global devem ser evitados.
O que isso significa para a Amazônia
Em uma região de calor e umidade elevados, a refrigeração pesa na conta de energia de residências, comércio, hospitais e na conservação de alimentos e vacinas, inclusive em localidades isoladas. Tecnologias que reduzam o consumo e dispensem gases de efeito estufa dialogam com essa realidade, embora a revisão do KIT não trate especificamente da região nem de prazos de chegada ao mercado brasileiro.
A própria expansão de data centers, apontada pelos pesquisadores como fator de aumento da demanda por frio, é um tema que também alcança o debate energético brasileiro.
O próximo passo, segundo os autores, é a realização de testes padronizados e de demonstradores voltados a aplicações reais, que mostrarão quais sistemas são adequados a cada uso. A revisão completa pode ser consultada na publicação da Nature Energy.
Com informações de Karlsruhe Institute of Technology (KIT).
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