En el futuro, un vuelo retrasado debido al hielo no será causa de un colapso.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y la Universidad de Kyushu ha desarrollado una forma de eliminar el hielo y la escarcha de las superficies de manera extremadamente eficiente, utilizando menos del 1% de la energía y menos del 0.01% del tiempo necesario paramétodos de descongelación tradicionales.
El grupo describe el método en letras de física aplicada , de AIP Publishing. En lugar de la descongelación convencional, que derrite todo el hielo o la escarcha desde la capa superior hacia abajo, los investigadores establecieron una técnica que derrite el hielo donde la superficie y el hielo se unen, para que el hielo simplemente se deslice.
"El trabajo fue motivado por las grandes pérdidas de eficiencia energética de los sistemas de energía de los edificios y los sistemas de refrigeración debido a la necesidad de realizar una descongelación intermitente. Los sistemas deben apagarse, el fluido de trabajo se calienta y luego debe enfriarsenuevamente ", dijo el autor Nenad Miljkovic, de UIUC." Esto consume mucha energía cuando se piensa en los costos operativos anuales de ejecutar ciclos de descongelación intermitentes ".
Según los autores, la mayor fuente de ineficiencia en los sistemas convencionales es que gran parte de la energía utilizada para descongelar se destina a calentar otros componentes del sistema en lugar de calentar directamente la escarcha o el hielo. Esto aumenta el consumo de energía y el tiempo de inactividad del sistema.
En cambio, los investigadores propusieron administrar un pulso de corriente muy alta donde el hielo y la superficie se unen para crear una capa de agua. Para garantizar que el pulso alcance el espacio deseado en lugar de derretir el hielo expuesto, los investigadores aplican una capa delgada deóxido de indio y estaño ITO, una película conductora que se usa a menudo para descongelar, a la superficie del material. Luego, dejan el resto a la gravedad.
Para probar esto, los científicos descongelaron una pequeña superficie de vidrio enfriada a menos 15.1 grados Celsius, casi tan fría como las partes más cálidas de la Antártida, y a menos 71 grados Celsius, más fría que las partes más frías de la Antártida. Estas temperaturasfueron elegidos para modelar aplicaciones de calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración y aplicaciones aeroespaciales, respectivamente. En todas las pruebas, el hielo se eliminó con un pulso que duró menos de un segundo.
En un sistema 3D real, la gravedad estaría asistida por el flujo de aire. "A escala, todo depende de la geometría", dijo Miljkovic. "Sin embargo, la eficiencia de este enfoque definitivamente debería ser mucho mejor que los enfoques convencionales."
El grupo aún no ha estudiado superficies más complicadas como los aviones, pero creen que es un paso futuro obvio.
"Son una extensión natural ya que viajan rápido, por lo que las fuerzas de corte sobre el hielo son grandes, lo que significa que solo una capa muy delgada en la interfaz necesita ser derretida para eliminar el hielo", dijo Miljkovic.ser necesario para descubrir cómo podemos recubrir los componentes curvos conforme al ITO y determinar cuánta energía necesitaríamos "
Los investigadores esperan trabajar con empresas externas para ampliar su enfoque de comercialización.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :