Ahorro energético con nanopartículas

Los últimos resultados de la investigación del National Institute of Standards and Technology (NIST) sugieren que añadiendo justo la cantidad adecuada de nanopartículas a mezclas estándar de lubricantes y refrigerantes se podría obtener un equivalente a un refrigerador de bajo consumo para fábricas, hospitales, barcos, etc.; con grandes sistemas de refrigeración.

Los experimentos del NIST con diversas concentraciones de aditivos de nanopartículas indican una buena oportunidad de mejorar la eficacia energética de los grandes sistemas de refrigeración de industrias, centros comerciales e instituciones. Según el Ministerio de Energía estadounidense, estos sistemas utilizan alrededor del 13% de la energía consumida por los edificios del país, y cerca del 9% de la demanda de energía eléctrica global.

El investigador del NIST Mark Kedzierski ha descubierto que dispersando cantidades “suficientes” de partículas de óxido de cobre (de 30 nanómetros de diámetro) en un lubricante de poliéster común y combinándolo con un refrigerante también común (R134a) se mejora la transferencia de calor entre un 50% y un 275%.

Los resultados de este trabajo, que han sido presentados recientemente en una serie de conferencias, se publicarán en uno de los próximos números de la revista Journal of Heat Transfer de la ASME.

Todavía no se entiende bien cómo la adición de nanomateriales a lubricantes mejora la dinámica de transferencia de calor en mezclas refrigerantes/lubricantes.

La investigación del NIST pretende resolver estas lagunas de conocimiento que impiden determinar y, en última instancia, predecir combinaciones óptimas de los tres tipos de sustancias.

En el trabajo, Kedzierski especula con varios factores relacionados con las nanopartículas que probablemente den lugar a mejoras en la transferencia de calor: por una parte, las nanopartículas de nanomateriales con una elevada conductividad térmica mejoras las tasas de transferencia del sistema; los resultados preliminares de la investigación del NIST indican también que, en concentraciones suficientes, los nanomateriales mejoran la transferencia de calor potenciando una ebullición más enérgica de la mezcla.

Según Kedzierski es probable que otras interacciones contribuyan también a las enormes mejoras de rendimiento observadas por el NIST.

El éxito en la optimización de recetas de refrigerantes, lubricantes y aditivos de nanopartículas reportaría beneficios inmediatos y a largo plazo. Si no dañan otros aspectos del rendimiento de los equipos, las mezclas de alto rendimiento se podrían introducir en los sistemas de refrigeración existentes, dando lugar a un inmediato ahorro de energía y, debido a esta eficacia energética mejorada, los equipos de próxima generación serían más pequeños y requerirían, por tanto, menos materias primas para su fabricación.

Fuente: Nanotechweb


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