Depois de três anos de calor recorde, 2026 demonstra ser mais um ano escaldante. E o ar-condicionado? Não vai desaparecer. A Agência Internacional de Energia prevê que o número de aparelhos de ar-condicionado triplicará até 2050.
Isso é bom para a saúde: um estudo publicado na revista The Lancet estimou que o ar-condicionado evitou quase 200 mil mortes prematuras somente em 2019, mas é ruim para o planeta. A refrigeração artificial já responde por 7% do consumo mundial de eletricidade e por 3% das emissões de gases de efeito estufa. Além disso, quando descartados de maneira inadequada, os aparelhos podem liberar fluidos refrigerantes com um potencial de aquecimento global superior ao do dióxido de carbono.
Diante do aumento das temperaturas, vários cientistas e startups esperam impulsionar a refrigeração de estado sólido, atualmente utilizada em pequena escala em aplicações como minigeladeiras, baterias de veículos elétricos e alguns computadores de alto desempenho voltados para jogos. Os aparelhos de ar-condicionado tradicionais transferem calor usando um compressor e um ventilador para fazer circular um fluido refrigerante e convertê-lo do estado líquido para o gasoso.
Os sistemas de estado sólido, por outro lado, transferem calor por meio de materiais condutores, como gadolínio e telureto de bismuto, o que, teoricamente, permitiria resfriar ambientes e superfícies com menos efeitos colaterais problemáticos.
A questão é saber se eles conseguirão alcançar a eficiência dos aparelhos de ar-condicionado convencionais. “Uma das principais perguntas que permanecem sem resposta é por que os sistemas de refrigeração de estado sólido não são tão eficientes quanto os ciclos termodinâmicos convencionais”, afirma Pramod Reddy, professor de engenharia mecânica da Universidade de Michigan que estuda a transferência de calor.
Pesquisas e programas-piloto estão em andamento para testar diferentes abordagens. A Mimic Systems, empresa sediada no Brooklyn, utiliza refrigeração termoelétrica, que faz uma corrente elétrica atravessar materiais semicondutores para transferir o calor de um lado para o outro. Seu sistema de climatização para ambientes está sendo testado em um apartamento em Vancouver.
A empresa alemã Magnotherm, que desenvolve tecnologias sustentáveis de refrigeração, está prestes a testar seu sistema em uma rede de supermercados. A tecnologia utiliza uma configuração magnetocalórica, ou seja, que transfere calor por meio da magnetização e desmagnetização de materiais. Uma equipe de Hong Kong anunciou que seu dispositivo elastocalórico, cujo material aquece e esfria à medida que se expande e contrai, consegue atingir temperaturas inferiores a 0 °C. Já a empresa britânica Barocal aposta em sistemas barocalóricos, que mudam de temperatura em resposta a variações de pressão.
Mas especialistas, sobretudo na área da termoeletricidade, têm dúvidas sobre a capacidade de qualquer sistema de estado sólido competir com as tecnologias convencionais. Na maioria dos sistemas modernos de aquecimento, ventilação e ar-condicionado, o coeficiente de desempenho é três, explica Jeff Snyder, professor da Universidade Northwestern que estuda condutividade elétrica e térmica. Isso significa, essencialmente, que o sistema transfere três unidades de calor para cada unidade de energia consumida.
Segundo Snyder, os sistemas termoelétricos, em particular, costumam apresentar um desempenho muito inferior quando precisam produzir grandes variações de temperatura. Por isso, são mais adequados para aplicações específicas, como resfriar o encosto de um banco de automóvel.
No entanto, a eficiência não é tudo, argumenta Lindsay Rasmussen, gerente da aceleradora de tecnologias climáticas Third Derivative, do Rocky Mountain Institute, que apoia tanto a Magnotherm quanto a Mimic. Nos Estados Unidos, a maioria dos aparelhos de ar-condicionado atualmente em uso emprega um fluido refrigerante chamado R410A, cujo potencial de aquecimento global é mais de duas mil vezes superior ao do dióxido de carbono. Além disso, suas peças móveis podem torná-los menos duráveis, sobretudo em comparação com um modelo de estado sólido, que apresenta menor complexidade mecânica.
Ainda assim, a escassez de aparelhos dificulta responder à questão da eficiência. Para compreender o desempenho das alternativas, afirma Rasmussen, os pesquisadores precisam comparar, no longo prazo, o consumo de energia desses sistemas com o dos modelos convencionais, em vez de analisar apenas o coeficiente de desempenho. A Mimic afirma, por exemplo, que o consumo anual de seu modelo para ambientes deve ser equivalente ao de um aparelho de ar-condicionado convencional. Rasmussen acrescenta que os sistemas elastocalóricos e barocalóricos também são promissores, mas os protótipos destinados à climatização de ambientes provavelmente ainda levarão de dois a três anos para ficar prontos.
No fim das contas, é pouco provável que a refrigeração de estado sólido substitua os aparelhos de ar-condicionado baseados em compressores. Mas, à medida que o planeta aquece e países como a Índia instalam dezenas de milhões de novos aparelhos de ar-condicionado ao longo da próxima década, substituir até mesmo uma pequena parcela deles poderia fazer diferença. “Se os sistemas de estado sólido conquistassem uma participação de apenas 5% do mercado, o impacto potencial já seria muito grande”, afirma Rasmussen.
Sara Kiley Watson 
