Tamaño y Participación del Mercado de Materiales Elastocalóricos - Tendencias de Crecimiento y Pronóstico (2026 - 2031)

Tendencias e Información del Mercado Global de Materiales Elastocalóricos

Eliminación Progresiva de Refrigerantes y Requisitos de Enfriamiento con Potencial de Calentamiento Global (GWP) Cero

La Enmienda de Kigali y el Reglamento F-Gas de la UE han reforzado el argumento a favor de las tecnologías de enfriamiento sin refrigerantes. El Reglamento (UE) 2024/573 exige una reducción del 95% en el consumo de hidrofluorocarbonos respecto a los niveles de 2015 para 2030 y prevé una eliminación total para 2050. El reglamento también ejerce una presión temprana sobre los refrigeradores domésticos, con la restricción de 2026 sobre los productos que contienen gases F favoreciendo los sistemas de enfriamiento compactos. Esas aplicaciones se alinean con los dispositivos elastocalóricos de película delgada y basados en alambre porque sus pequeñas dimensiones están más cerca de las capacidades actuales de los prototipos. La mayoría de los países en desarrollo del Grupo 1 comenzaron su congelación del consumo de HFC en enero de 2024 bajo la Enmienda de Kigali, ampliando la base política para las tecnologías de enfriamiento alternativas. Estos calendarios de cumplimiento requieren que los fabricantes califiquen alternativas antes de que el equipo existente pueda continuar sin cambios, creando un camino hacia la adopción temprana para el mercado de materiales elastocalóricos.

Demostraciones de Dispositivos Multicelda a Escala de Kilovatios

Un dispositivo de febrero de 2025 de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong entregó 1.284 W de potencia de enfriamiento a 12,3 W/g y operó durante más de 500.000 ciclos iniciales. Este resultado llevó el enfriamiento elastocalórico más allá del rango anterior de prototipos de menos de 300 W y amplió el rango de sistemas que los desarrolladores pueden considerar. Su diseño multicelda utiliza aleaciones de memoria de forma en serie y fluido en paralelo, lo que permite escalar añadiendo celdas en lugar de rediseñar el enfoque de actuación central. En enero de 2026, la HKUST informó de un congelador elastocalórico por debajo de cero que alcanzó -12 °C utilizando un disipador de calor de 24 °C, con un coeficiente de rendimiento de 3,4^{[1]Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, "HKUST Desarrolla el Primer Congelador Verde Elastocalórico por Debajo de Cero Celsius del Mundo," HKUST, hkust.edu.hk.}. Un estudio de 2026 también informó de un prototipo de Níquel-Titanio (NiTi) impreso en 3D que generó 50 W de potencia de enfriamiento con un intervalo de temperatura de 20 °C durante 31.500 ciclos. Estos resultados respaldan aplicaciones en enfriamiento de habitaciones, almacenamiento de alimentos congelados y cadenas de frío farmacéuticas, aunque aún se requiere validación a escala de producción.

Gestión Térmica de Baterías de Vehículos Eléctricos (VE) y Electrónica de Potencia

Los trenes de potencia de los vehículos eléctricos requieren un control de temperatura estable, alta densidad de enfriamiento y resistencia a las vibraciones en espacios confinados. Los dispositivos de alambre y película delgada pueden reducir la dependencia de la tubería de refrigerante y pueden adaptarse a diseños de gestión térmica de baterías multizona. Fraunhofer IPM, Volkswagen AG e Ingpuls GmbH han estado trabajando en un sistema de enfriamiento elastocalórico móvil a través del proyecto SMArtCool desde diciembre de 2024. Una revisión de 2026 encontró que las alternativas de gestión térmica de bajo GWP pueden mejorar el rendimiento de enfriamiento o calefacción de los vehículos eléctricos entre un 10% y un 25% en comparación con los sistemas convencionales de compresión de vapor, dependiendo del diseño. El mercado de materiales elastocalóricos puede beneficiarse de la necesidad de los fabricantes de automóviles de sistemas térmicos más pequeños y de los diseños de refrigerantes alternativos en desarrollo activo. La electrónica de potencia añade una vía de demanda separada, ya que el aumento del flujo de calor de los chips incrementa el valor de las soluciones de enfriamiento que operan a nivel de componente.

Flujo de Calor en Centros de Datos y Demanda de Enfriamiento Compacto

Las cargas de trabajo de inteligencia artificial están aumentando la densidad de potencia de los gabinetes y dificultando la extracción de calor para los equipos refrigerados por aire. El enfriamiento puede representar hasta el 40% del consumo de energía de los centros de datos, lo que ha aumentado el interés en sistemas que simplifican los circuitos de enfriamiento y reducen la dependencia del refrigerante. Los dispositivos elastocalóricos podrían soportar diseños de enfriamiento por contacto directo a nivel de chip o bastidor. Un prototipo de matriz de alambres de NiTi mostró un coeficiente de rendimiento de 6,5 y un intervalo de temperatura de 23,8 K para el enfriamiento de circuitos electrónicos. Un estudio de 2026 informó de una potencia de enfriamiento de 81 W/m² a partir de un material de interfaz térmica compuesto integrado en un ciclo de enfriamiento totalmente en estado sólido. El Consejo Europeo de Innovación ha identificado el enfriamiento de centros de datos como un entorno objetivo para los sistemas calorímetros de próxima generación, que requieren temperaturas de fuente fría de 6 °C a 11 °C.

Vida a la Fatiga por Debajo de los Requisitos del Ciclo de Trabajo Comercial

Los equipos comerciales de calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración deben operar de manera confiable durante 10 a 15 años. Los materiales de NiTi bajo carga repetida pueden desarrollar plasticidad inducida por transformación, lo que reduce el cambio de temperatura elastocalórico y puede causar grietas por fatiga. Un estudio de 2025 encontró que una mayor tensión de actuación acelera el fallo y que la fatiga funcional puede reducir el cambio de temperatura por debajo de su valor inicial. El recocido térmico entre períodos de operación puede restaurar parcialmente el rendimiento, pero aumenta la complejidad del sistema en equipos sellados. Un equipo de investigación de la SUSTech informó en 2026 que una aleación cuaternaria de NiTi permaneció estable durante 200 millones de ciclos en el rango de 20 °C a 100 °C^{[2]Universidad del Sur de Ciencia y Tecnología, "El Equipo de Investigación de la SUSTech Logra Nuevos Avances en Materiales de Aleación de Memoria de Forma Elastocalórica de Amplio Rango de Temperatura," SUSTech News, newshub.sustech.edu.cn.}. El mercado de materiales elastocalóricos aún requiere que esta durabilidad demostrada en laboratorio se replique en productos de alambre y tubo de grado de producción antes de que los principales compradores puedan especificar la tecnología.

Alto Costo del NiTi y de la Actuación de Precisión

El NiTi tiene una prima en el costo del material debido a su alto contenido de níquel, los estrictos requisitos de control composicional y el complejo procesamiento termomecánico. Los sistemas que utilizan NiTi también requieren actuadores de alta carga, mecanismos de guía capaces de soportar 950 MPa de tensión de compresión y accionamientos de alta frecuencia. Las aleaciones a base de cobre, como el CuAlMn, pueden operar con una tensión de transformación un 70% menor que el NiTi, reduciendo la fuerza de actuación requerida y el costo del material. La Universidad Estatal de Iowa presentó trabajos sobre materiales elastocalóricos a base de cobre para aplicaciones sensibles al costo en la conferencia de Tecnologías de Memoria de Forma y Superelásticas (SMST) de 2026. ATI Inc. declaró que su asociación con Confluent Medical Technologies incluye una inversión de 50 millones de USD destinada a más que triplicar la capacidad de nitinol para el año fiscal 2027. La capacidad adicional puede mejorar el suministro, pero el nitinol de grado médico y los materiales de enfriamiento elastocalórico requieren diferentes composiciones y enfoques de procesamiento.

*Nuestras previsiones consideran los impactos de impulsores y restricciones como direccionales, no aditivos. Las previsiones de impacto reflejan el crecimiento base, los efectos de mezcla y las interacciones entre variables.

Análisis de Segmentos

Por Tipo de Material: El NiTi Lidera, las Aleaciones de Cobre se Acercan

Las aleaciones de memoria de forma NiTi representaron el 72,08% de la participación del mercado de materiales elastocalóricos en 2025. Su posición está respaldada por cambios de temperatura adiabáticos de hasta 30 K y una cadena de suministro establecida de alambre y tubo de especialidad. ATI Inc., Fort Wayne Metals, Nippon Seisen y SAES Getters han apoyado la base de fabricación más amplia para componentes de NiTi. Esta red de suministro ofrece a los equipos de desarrollo una ruta práctica desde la selección de aleaciones hasta los materiales semiacabados. El NiTi también sigue siendo familiar para los fabricantes que trabajan con diseños de dispositivos basados en alambre, tubo y actuadores.

Se proyecta que las aleaciones de memoria de forma a base de cobre crezcan a un CAGR del 27,89% de 2026 a 2031, convirtiéndolas en la categoría de material de más rápido crecimiento dentro del mercado de materiales elastocalóricos. Las aleaciones CuAlMn pueden proporcionar menor tensión de transformación e histéresis casi nula en variantes seleccionadas. Sus menores costos de materias primas las hacen relevantes para aplicaciones de enfriamiento residencial y automotriz, donde el costo del sistema es una consideración clave. Fort Wayne Metals Ireland presentó investigaciones sobre la fusión por lecho de polvo láser de nitinol aleado in situ, mientras que la Universidad Estatal de Iowa presentó trabajos sobre aleaciones a base de cobre en las Tecnologías de Memoria de Forma y Superelásticas (SMST) 2026. Las aleaciones a base de hierro, las aleaciones a base de Ni-Mn y los materiales de caucho natural siguen siendo áreas relativamente pequeñas pero activas dentro de la base de investigación.

Nota: Las participaciones de todos los segmentos individuales están disponibles al adquirir el informe

Por Forma del Material: El Alambre Domina, la Película Delgada Surge

El alambre representó el 42,13% del segmento de forma del material en 2025. Es compatible con la arquitectura de estiramiento rotativo y actuación lineal que ha recibido la mayor cantidad de pruebas a nivel de dispositivo. La Universidad del Sarre ha demostrado conceptos de enfriamiento utilizando haces de alambres de NiTi de 200 micrómetros que rotan alrededor de una cámara de enfriamiento circular. Esta geometría aumenta el área superficial evitando la necesidad de herramientas especializadas para formas a granel. Las formas de lámina y tira soportan diseños de regeneradores tipo placa y están siendo probadas para mejorar el comportamiento a la fatiga y la transferencia de calor.

Se prevé que el segmento de película delgada registre un CAGR del 26,16% hasta 2031 en el mercado de materiales elastocalóricos. Las películas de TiNiCuCo han mostrado un intervalo de temperatura de 14 K y una capacidad de enfriamiento específica de 19 W/g a 4 Hz en un dispositivo de una sola etapa. Un dispositivo de cinco películas en paralelo alcanzó 900 mW de capacidad de enfriamiento en la misma línea de investigación. Estos resultados son relevantes para el enfriamiento de electrónica, chips biomédicos y módulos compactos donde la alta densidad de rendimiento es más importante que la producción total de enfriamiento. El resultado de Níquel-Titanio (NiTi) impreso en 3D de 2026 también indica que las formas de sección delgada pueden adaptarse a mayores requisitos de enfriamiento.

Por Aplicación: La Refrigeración en Estado Sólido Ancla la Demanda, las Bombas de Calor se Aceleran

La refrigeración en estado sólido representó el 41,66% de la participación del mercado de materiales elastocalóricos en 2025. Esta aplicación aborda la necesidad de reemplazar los refrigerantes de alto potencial de calentamiento global en equipos de enfriamiento doméstico y comercial. La Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) informó en enero de 2026 que su dispositivo enfrió una cámara a -4 °C y congeló 20 mL de agua en 2 horas desde un disipador de calor a temperatura ambiente. El resultado indica una ruta hacia el almacenamiento de alimentos congelados y usos en cadenas de frío farmacéuticas. El enfriamiento de electrónica, la gestión térmica automotriz, los equipos médicos, los sistemas aeroespaciales y los dispositivos portátiles comprenden áreas de aplicación adicionales.

Se proyecta que las bombas de calor y el aire acondicionado crezcan a un CAGR del 27,22% de 2026 a 2031. La electrificación residencial, las restricciones europeas de HFC y el avance del trabajo con prototipos están apoyando esta aplicación. Una simulación de una bomba de calor elastocalórica para hogares mediterráneos informó un coeficiente de rendimiento equivalente de 6,5 a 0,5 Hz y hasta un 80% menos de consumo de energía anual que un sistema convencional de compresión de vapor bajo la misma carga térmica. El proyecto E-CO-HEAT tiene como objetivo desarrollar un dispositivo de calefacción y enfriamiento elastocalórico en el Nivel de Madurez Tecnológica 5. El proyecto SMACool también está persiguiendo una mayor eficiencia para el aire acondicionado residencial.

Análisis Geográfico

América del Norte representó el 35,34% de la participación del mercado de materiales elastocalóricos en 2025. La región cuenta con una base sustancial de empresas de materiales NiTi, incluidas ATI Inc., Fort Wayne Metals y Nitinol Devices and Components, y ha recibido apoyo público a la investigación a través del Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Fundación Nacional de Ciencias. Los programas de investigación han conectado los materiales termoelásticos con posibles aplicaciones de enfriamiento residencial. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos finalizó una norma en mayo de 2026 que extendió los plazos de cumplimiento de HFC para algunas aplicaciones de aire acondicionado residencial y refrigeración de alimentos al por menor. Este cambio puede ralentizar parte de la demanda impulsada por los refrigerantes, mientras que las aplicaciones de centros de datos y vehículos eléctricos continúan desarrollándose.

Europa representa una participación significativa del mercado de materiales elastocalóricos, con actividad centrada en Alemania, Irlanda, Italia y Eslovenia. El Reglamento F-Gas de la UE proporciona a la región una sólida base política para los sistemas sin refrigerantes. La Universidad del Sarre y el Fraunhofer IPM están avanzando en la investigación a través del proyecto SMArtCool centrado en la automoción y la plataforma DEPART Saar, mientras que Exergyn recibió una inversión de 15 millones de EUR (17,30 millones de USD) de Carrier Global Corporation en diciembre de 2024 para apoyar la comercialización de bombas de calor de nitinol. Alemania también está apoyando el trabajo sobre redes de NiTi poroso impresas en 3D a través del programa T!Raum. Estos proyectos conectan la investigación de materiales con aplicaciones de electrodomésticos y vehículos que requieren sistemas térmicos comercialmente viables.

Se espera que Asia-Pacífico crezca a un CAGR del 26,28% de 2026 a 2031. China introdujo controles formales de consumo de hidrofluorocarbonos (HFC) en 2024 y proyecta reducciones acumuladas de 9,2 ± 0,3 Gt de CO₂ equivalente hasta 2060. La Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) desarrolló un dispositivo en 2025 y un congelador en 2026, lo que refleja una red de investigación más amplia en toda la Gran China. Japón contribuye con experiencia en aleaciones de cobre y alambre fino a través de Furukawa Electric y Nippon Seisen. Las oportunidades más pequeñas en América del Sur, Oriente Medio y África están vinculadas a necesidades industriales y de enfriamiento de espacios, pero siguen siendo limitadas por la producción restringida de NiTi.