Nanopartículas para la eficiencia de refrigeradores

Las nuevas formulaciones de lubricantes y refrigerantes mezclados con nanopartículas podrían producir un aumento de la eficiencia energética de los refrigeradores, según las investigaciones del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). En los experimentos, la transferencia de calor para el refrigerante R134a se incrementó entre el 50% y 275% por medio de la dispersión de nanopartículas de óxido de cobre en un lubricante de poliéster que se le añadió al refrigerante. Las partículas de óxido de cobre son de 30 nanómetros de diámetro.

Según lo anterior, al añadir la cantidad adecuada de nanopartículas a mezclas de lubricantes y refrigerantes se podría obtener refrigeradores de bajo consumo para todo tipo de industrias, desde fabricas hasta hospitales; mejorando la eficiencia energética de los grandes sistemas de refrigeración.

Los científicos de NIST todavía están trabajando para comprender cómo sucede la mejora en la dinámica de transmisión de calor, al parecer la alta conductividad térmica del óxido de cobre juega un papel importante. En concentraciones suficientes, las nanopartículas también mejoran la transferencia de calor mediante el fomento de una ebullición de la mezcla más fuerte, lo que hace que el aumento de las burbujas lleven el calor lejos de la superficie.

Las investigaciones se enfocaran en la comprensión de la combinación óptima de refrigerante, lubricante y partículas de óxido de cobre, pues es probable que otras interacciones contribuyan también a las enormes mejoras de rendimiento observadas por el NIST.

Si se consigue tener éxito en la optimización de recetas de refrigerantes, lubricantes y aditivos de nanopartículas se reportarían importantes beneficios a corto y largo plazo; claro está, si no se afectan otros aspectos del rendimiento de los equipos, las mezclas de nanopartículas se podrían introducir en los sistemas de refrigeración existentes, dando lugar a un inmediato ahorro de energía y además, los equipos de próxima generación serían más pequeños y requerirían, por tanto, menos materias primas para su fabricación. Lo anterior representaría un alto impacto ambiental, pues los refrigeradores representan aproximadamente el 13 % de la energía consumida por los edificios de los Estados Unidos, y alrededor del 9 % de la demanda global de energía eléctrica, según el Departamento de Energía.

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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 ASME.

Author: J. ALEJANDRA GARCIA