En aquest moment la majoria de sistemes de refrigeració funcionen per cicles de refrigeració per
compressió de gasos. Els gasos que s'utilitzen són substàncies tòxiques o que participen en
l’efecte hivernacle en el cas que es produeixen fuites o es realitza una mala gestió dels residus.
Aquesta situació ha motivat la recerca de noves tècniques o materials per tal de millorar el
panorama actual. Durant les últimes dècades s’ha fet un pas important en l’estudi de materials
que mantenint-se a la fase sòlida aporten efectes calòrics, tot i que els resultats encara no es
poden equiparar als refrigerants actuals per compressió de gasos. En l'estat sòlid s'esperen
efectes calòrics gegants, per aplicació d'un camp extern, al voltant de transicions de fase de
primer ordre amb una gran calor latent associada.
En aquest projecte s'han estudiat els efectes calòrics induïts per l'aplicació de pressió hidrostàtica
(efectes barocalòrics o BCE). La investigació s'ha focalitzat en uns materials anomenats cristalls
plàstics perquè presenten una transició molt energètica degut a una transformació d'una fase
d'alta temperatura sòlida plàstica (amb desordre orientacional) a una fase de baixa temperatura
completament ordenada. En concret, s'han analitzat el Tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS)
i el 2,2-Dimethyl-1-propanol-99% (NPA). Per a aquest estudi experimental, s'ha emprat
calorimetria diferencial (DSC) a pressió atmosfèrica i anàlisi tèrmic diferencial (DTA) a alta
pressió, que permeten obtenir mesures quasi-directes de l'efecte barocalòric, específicament de la
variació d'entropia en un procés isoterm de canvi de pressió.
Els resultats mostren unes temperatures de transició a pressió atmosfèrica de 405 K pel TRIS i
246 K per l'NPA (en l'escalfament) i uns efectes barocalòrics convencionals de Δs = 673
J/(K·kg) a pressió 2,1 kbar pel TRIS i de 200 J/ (K·kg) a 2,2 kbar per l'NPA que superen amb
escreix (amb un factor de quasi 11 i 3, respectivament) els BCE gegants més grans analitzats fins
ara en l'estat sòlid. D'altra banda els valors obtinguts de la capacitat refrigerant a les mateixes
pressions són de 4420 J/kg pel TRIS i 9030 J/kg per l'NPA. No obstant, el BCE en el TRIS és
irreversible en el rang de pressions estudiat degut a la presència d'una gran histèresi, del voltant
de 60 graus. En el cas de l'NPA, tot i que també presenta una histèresi notable (30-35 graus), el
desplaçament de la temperatura amb la pressió és prou gran (dT/dp = 22 K/kbar) per començar a
donar efectes barocalòrics reversibles a partir de 1,7 kbar. Amb aquests resultats es demostra que
l'NPA disposa de millors propietats per el funcionament d'una màquina cíclica de refrigeració per
compressió que el TRIS.
