Cientistas inventaram um novo método de refrigeração.

Dê as boas-vindas ao resfriamento ionocalórico: uma abordagem recente para reduzir temperaturas que pode, no futuro, substituir técnicas de refrigeração tradicionais por um processo mais seguro e mais amigável ao planeta.

Como a refrigeração convencional funciona (e por que isso é um problema)

Na maioria dos sistemas atuais, o resfriamento acontece ao transferir calor para fora de um ambiente usando um fluido refrigerante. Esse fluido absorve calor ao evaporar (passando de líquido para gás), circula por um circuito fechado e depois se condensa novamente (voltando ao estado líquido), repetindo o ciclo.

Apesar de ser um método eficiente, existe um ponto crítico: alguns dos refrigerantes mais usados são muito prejudiciais ao ambiente, especialmente por causa do seu impacto climático.

Resfriamento ionocalórico: a ideia por trás do novo ciclo

O calor pode ser absorvido e liberado de mais de um jeito - e nem sempre isso depende apenas de “esquentar” ou “resfriar” diretamente. Em 2023, pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade da Califórnia, em Berkeley apresentaram uma proposta que explora a energia envolvida quando um material muda de fase, como quando o gelo (sólido) vira água (líquida).

Pense no gelo: se você aumenta a temperatura, ele derrete. O que nem sempre fica evidente é que a fusão consome energia, puxando calor do entorno - e, com isso, resfriando o ambiente ao redor.

Como “derreter sem aquecer”: o papel dos iões

Há uma forma de induzir essa mudança de fase sem simplesmente elevar a temperatura: adicionando partículas carregadas (iões). Um exemplo do dia a dia é jogar sal em estradas para dificultar a formação de gelo; o sal altera o ponto de congelamento e favorece o derretimento.

O ciclo ionocalórico segue essa lógica: usa sais para deslocar o ponto de fusão de um fluido e, assim, provocar a mudança de fase que retira calor do ambiente.

“O panorama dos refrigerantes é um problema ainda sem solução”, afirmou o engenheiro mecânico Drew Lilley, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Califórnia.
“Ninguém conseguiu desenvolver uma alternativa que resfrie, funcione com eficiência, seja segura e não prejudique o ambiente. Acreditamos que o ciclo ionocalórico tem potencial para cumprir todos esses requisitos, se for implementado de forma adequada.”

Resfriamento ionocalórico na prática: modelagem, corrente elétrica e mudança de ponto de fusão

Para avaliar se a proposta poderia competir com os refrigerantes atuais - ou até superar a eficiência deles - a equipa modelou o funcionamento do ciclo ionocalórico. A ideia é que uma corrente elétrica mova os iões no sistema, deslocando o ponto de fusão do material e, com isso, produzindo a variação de temperatura desejada.

Além da teoria, também houve testes experimentais. Os pesquisadores usaram iodeto de sódio (um sal com iodo e sódio) para promover a fusão do carbonato de etileno. Esse solvente orgânico é comum e também aparece em baterias de iões de lítio. Um detalhe relevante: ele pode ser produzido com dióxido de carbono como insumo, o que abre a possibilidade de o sistema ter potencial de aquecimento global (PAG) não apenas zero, mas até negativo.

Em laboratório, foi observada uma mudança de temperatura de 25 °C (aprox. 45 °F) aplicando-se menos de 1 volt - um resultado que, segundo os autores, ultrapassa o que outras tecnologias “calóricas” conseguiram até agora.

“Há três fatores que estamos a tentar equilibrar: o PAG do refrigerante, a eficiência energética e o custo do próprio equipamento”, disse o engenheiro mecânico Ravi Prasher, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.
“Logo na primeira tentativa, os nossos dados parecem muito promissores nos três pontos.”

Por que isso importa agora: HFCs, Emenda de Kigali e metas globais

Grande parte dos sistemas de refrigeração baseados em compressão de vapor ainda depende de gases com alto PAG, como vários hidrofluorocarbonetos (HFCs).

Com a Emenda de Kigali, os países signatários comprometeram-se a reduzir a produção e o consumo de HFCs em pelo menos 80% ao longo dos próximos 25 anos - e o resfriamento ionocalórico pode tornar-se uma peça importante nesse esforço.

Do laboratório ao mercado: escalonamento e usos além do frio

O passo seguinte é transformar o conceito em sistemas práticos, robustos e comerciais, capazes de operar em escala sem perder desempenho nem apresentar problemas operacionais. No horizonte, os mesmos princípios também podem ser aproveitados para aquecimento, não apenas para resfriamento.

Em termos de aplicação, tecnologias desse tipo podem ser especialmente relevantes em ar-condicionado residencial e comercial, cadeia do frio (armazenamento e transporte de alimentos e medicamentos) e também em infraestrutura crítica, como centros de dados, onde eficiência e redução de impacto climático têm grande peso.

Outro ponto que tende a ganhar atenção é a engenharia do conjunto: compatibilidade de materiais, estabilidade química dos sais, durabilidade de componentes e integração com eletrónica de potência. Como o ciclo depende de campos elétricos e do controlo de iões, a escolha de materiais e o desenho do sistema serão decisivos para garantir segurança, custo competitivo e manutenção simples.

Avanços contínuos: novos sais e reciclagem com campos elétricos e membranas

As investigações em andamento estão a testar diferentes sais para descobrir quais combinações conseguem extrair calor de forma mais eficaz. Em 2025, uma equipa internacional publicou resultados sobre uma versão altamente eficiente que utiliza sais à base de nitratos, reciclados por meio de campos elétricos e membranas.

Foi precisamente esse tipo de desdobramento que Prasher e a sua equipa esperavam estimular com o trabalho inicial.

“Temos um ciclo termodinâmico totalmente novo e uma estrutura que reúne elementos de diferentes áreas, e demonstrámos que ele pode funcionar”, disse Prasher.
“Agora é hora de experimentar para testar diferentes combinações de materiais e técnicas, de modo a enfrentar os desafios de engenharia.”

A pesquisa foi publicada na revista científica Ciência.

Uma versão anterior deste artigo foi publicada em janeiro de 2023.