Depois de três anos de calor recorde, este promete ser mais um escaldante. Ar-condicionado? Não vai a lugar nenhum. A Agência Internacional de Energia projeta que o número de unidades de ar-condicionado triplicará até 2050. Isso é bom para a saúde - um estudo da Lancet estimou que o ar-condicionado evitou quase 200.000 mortes prematuras só em 2019 - mas ruim para o planeta. O frio artificial já responde por 7% do consumo global de eletricidade e 3% das emissões de gases de efeito estufa, e, se descartados inadequadamente, as unidades podem vazar refrigerantes com potencial de aquecimento global maior que o dióxido de carbono.

Sentindo o calor, vários cientistas e startups esperam turbinar o resfriamento de estado sólido, que atualmente é usado em pequena escala para coisas como minigeladeiras, baterias de carros elétricos e alguns computadores gamers de ponta. Os condicionadores de ar tradicionais transferem calor usando um compressor e um ventilador para circular um refrigerante e transformá-lo de líquido em gás. Os sistemas de estado sólido, por outro lado, movem o calor através de materiais condutores como gadolínio e telureto de bismuto - o que teoricamente poderia resfriar espaços e superfícies com menos efeitos colaterais bagunçados.

O problema é se eles conseguem igualar a eficiência do ar-condicionado convencional. "Uma das questões-chave que permanecem é por que os resfriadores de estado sólido não são tão eficientes quanto os ciclos termodinâmicos típicos?", diz Pramod Reddy, professor de engenharia mecânica da Universidade de Michigan que estuda transferência de calor.

Pesquisas e programas-piloto estão em andamento para testar uma variedade de abordagens. A Mimic Systems, com sede no Brooklyn, usa resfriamento termoelétrico, que passa uma corrente através de materiais semicondutores para deslocar o calor de um lado para o outro. Seu sistema de controle climático em escala de ambiente está sendo testado em um apartamento em Vancouver. A empresa alemã Magnotherm está pronta para testar seu sistema, que depende de uma configuração magnetocalórica que transfere calor magnetizando e desmagnetizando materiais, em uma rede de supermercados. Uma equipe em Hong Kong anunciou que seu dispositivo elastocalórico, cujo material aquece e esfria conforme expande e contrai, pode atingir abaixo de 0 °C. E a Barocal, do Reino Unido, aposta em sistemas barocalóricos, que mudam de temperatura em resposta a mudanças de pressão.

Mas especialistas, especialmente em termoelétricos, têm dúvidas sobre o quão bem qualquer esquema de estado sólido pode competir. Para a maioria dos sistemas modernos de HVAC, o coeficiente de desempenho (COP) é 3, explica Jeff Snyder, professor da Universidade Northwestern que estuda condutividade elétrica e térmica. Isso essencialmente significa que o sistema move três unidades de calor para cada unidade de energia que entra nele. Os termoelétricos em particular tendem a ter um desempenho muito menor em altos níveis de variação de temperatura, diz Snyder, o que significa que são mais adequados para usos de nicho, como resfriar o encosto de um assento de carro.

Eficiência, no entanto, não é tudo, argumenta Lindsay Rasmussen, gerente do acelerador de tecnologia climática Third Derivative do Rocky Mountain Institute, que apoia tanto a Magnotherm quanto a Mimic. Nos EUA, a maioria dos condicionadores de ar em uso atualmente emprega um refrigerante chamado R410A, que tem um potencial de aquecimento global mais de 2.000 vezes maior que o dióxido de carbono. Além disso, suas partes móveis podem torná-los menos duráveis, especialmente em comparação com um modelo de estado sólido que é mecanicamente menos complexo.

Ainda assim, a escassez de unidades dificulta responder à questão da eficiência. Para entender quão bem as alternativas funcionam, diz Rasmussen, os pesquisadores precisam comparar seu consumo de energia de longo prazo com o dos modelos convencionais, em vez de simplesmente olhar para o COP. A Mimic afirma, por exemplo, que seu modelo em escala de ambiente deve igualar o consumo de uma unidade típica de ar-condicionado ao longo de um ano. Sistemas elastocalóricos e barocalóricos também têm potencial, acrescenta Rasmussen, mas protótipos em escala de ambiente provavelmente estão a dois ou três anos de distância.

No final, a probabilidade de que o resfriamento de estado sólido possa substituir o ar-condicionado baseado em compressor é pequena. Mas, à medida que o planeta aquece e lugares como a Índia instalam dezenas de milhões de novas unidades de ar-condicionado na próxima década,