Pocos pensarían que a la par de desarrollar las teorías para explicar las leyes del universo, Albert Einstein se diera tiempo de crear un prototipo de refrigerador, pero así fue. Desde hace un siglo, la refrigeración ya era una cuestión de suma importancia para la vida moderna
Fotografía de portada: Bomba electromagnética desarrollada por A.E.G. D) Ensamblaje de refrigerador casi completo (la bomba es el cilindro vertical oscuro cerca del fondo)
Ámbar Herrera
Hacia 1920, Albert Einstein, de 41 años, ya era el físico más famoso del mundo cuando conoció a Leo Szilard, un estudiante de doctorado en física en la Universidad de Berlín. El trabajo de este último, había logrado extender la termodinámica clásica a sistemas fluctuantes, rebatiendo con éxito la teoría del gran físico alemán.
Ambos establecieron una relación de admiración y amistad; no sólo los unía la física, sino una mutua pasión inventiva, que los llevaría a renovar uno de los dispositivos de la época, el refrigerador. A finales de la década de 1920, sus ingenios se unieron para inventar diferentes modelos sin partes móviles.
En su artículo “Los refrigeradores Einstein-Szilárd”, publicado en el sitio physics.smu.edu/web, Gene Dannen muestra que este proyecto fue más “extenso rentable y exitoso de lo que nadie haya imaginado”, a la par que revela una preocupación profunda en ambos inventores que, ya por entonces, parecían comprender el importante papel de la refrigeración en la vida diaria.
Si bien es cierto que el proyecto tenía intereses económicos, sobre todo por parte de Szilárd, el origen de la colaboración se dio a partir de un hecho trágico. Según relata Dannen, Einstein quedó angustiado cuando leyó acerca de toda una familia que habían muerto en sus camas por los gases venenosos que escapaban de la bomba de su refrigerador y pensó, junto con su colega, en crear una “mejor manera”.
En aquella época, los refrigeradores mecánicos comenzaban a reemplazar las cajas de hielo tradicionales, pero los tres gases de enfriamiento que se usaban comúnmente, el cloruro de metilo, el amoníaco y el dióxido de azufre, eran tóxicos y en las cantidades que se usaban podían causar la muerte por exposición.
“Los dos científicos razonaron que el problema no era solo el refrigerante. Tales fugas, de rodamientos y sellos, eran inevitables en sistemas con partes móviles. Sin embargo, a partir de su conocimiento en termodinámica, podrían derivar muchas formas de producir enfriamiento sin movimiento mecánico”, menciona el académico.
Primeros diseños
Para el otoño de 1926, los inventores eligieron, dentro de varios, los tres diseños más prometedores. “Parece que cada refrigerador se basaba en un concepto físico completamente diferente: absorción, difusión o electromagnetismo”, señala el autor, quien también cita al propio Szilárd en una de sus cartas personales para dar mayor idea de los prototipos: “Las tres máquinas funcionan sin partes móviles, y están herméticamente selladas”.
Más tarde, el ingeniero eléctrico Albert Korodi, amigo de Szilárd, comenzó a trabajar en los refrigeradores. El 2 de diciembre de 1927, la empresa Electrolux compró una solicitud de patente para el refrigerador de absorción y, posteriormente, también adquirió el diseño de difusión; sin embargo, nunca desarrolló ninguno de los dos.
Además, en la investigación se menciona la creación de otro dispositivo: un pequeño enfriador de inmersión que funcionaba con la presión de un grifo, que accionaba una bomba de chorro de agua, produciendo un vacío en una cámara de la que se evaporaban el agua y una mínima cantidad de metanol. Sin embargo, este prototipo no fue compatible con el sistema de agua alemán, pues la presión del agua variaba entre los edificios. Por este motivo, no se comercializó.
Diseño de absorción comprado por AB Electrolux
La bomba de Einstein-Szilárd
La invención más “revolucionaria y exitosa” de la unión Einstein-Szilárd sería la bomba electromagnética. “Era una bomba totalmente funcional sin partes mecánicas móviles. En cambio, un campo electromagnético móvil hacía que un metal líquido (una aleación de potasio y sodio) se moviera. El fluido metálico, a su vez, se usaba como un pistón para comprimir un refrigerante”. El resto del proceso funcionaba muy parecido al de los refrigeradores convencionales de hoy en día, explica Dannen en su artículo.
En 1928, la Compañía General de Electricidad Alemana (AGE, por sus siglas en alemán) acordó desarrollar la bomba para refrigeración. En 1931, un refrigerador Einstein-Szilárd entró en operación continua en el Instituto de Investigación de la AGE “El aparato se montó en el gabinete de un refrigerador General Electric modelo G40 de cuatro pies cúbicos (120 litros). Con una aleación de potasio-sodio como su metal líquido y pentano como refrigerante, el prototipo funcionó a 136 vatios, consumiendo 2.3 kilovatios-hora al día”, informa la investigación de Dannen.
En la práctica…
Detrás de los refrigeradores Einstein-Szilárd hay varios principios:
- Se aplica calor al generador para mantenerlo a una temperatura constante y conducir al refrigerante, butano, a través del circuito.
- El butano se vaporizaba en presencia de amoniaco en la cámara de refrigerante absorbiendo calor.
- La mezcla gaseosa pasa al condensador-absorbente, donde el agua (separador) absorbe el amoniaco, liberando butano líquido para recircular.
- El calor se elimina del condensador-absorbente hacia el ambiente exterior como en cualquier dispositivo de enfriamiento mecánico.
- La solución de agua y amoniaco al ser más densa que el butano líquido, se hunde hasta el fondo del condensador y se sifona en el generador comenzando un nuevo ciclo.
En un principio, el diseño tuvo algunas dificultades de eficiencia, pero su fiabilidad lo compensaba, pues tenía un sistema sellado, con los metales líquidos completamente contenidos en acero inoxidable soldado. Sin embargo, la depresión mundial, la creciente amenaza nazi y la demostración estadounidense en 1930 de un refrigerante no tóxico (freón) terminaron por sepultar el invento.
En los siete años de colaboración, Szilárd y Einstein presentaron más de 45 solicitudes de patentes en al menos seis países, pero ninguno de sus refrigeradores llegó a los consumidores. No obstante, dejaron una importante contribución para la refrigeración, pues sus ideas han sido retomadas varias veces debido a su tecnología de bajo consumo energético.
