Año XL - Edición Nº 8.352

Miércoles 13 de diciembre de 2017

Investigación mejora eficiencia de energía térmica y reduce costos

Fecha de Publicación: Jue, 05/18/2017 - 09:31

El estudio del Dr. Ernesto Castillo, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica del Plantel (en la fotografía), desarrolla herramientas computacionales que permiten optimizar equipos y procesos en los cuales se transfiere energía por medio de fluidos vía simulación numérica, con el fin de orientar el desarrollo de prototipos en la industria chilena. La transferencia de calor es una ciencia de suma importancia, pues estudia la rapidez de transferencia de la energía térmica en distintos medios, fuente que tiene una amplia área de aplicación a nivel industrial.

Foto:

Caterina Hernández

La transferencia de calor es una ciencia que estudia la rapidez de transferencia de energía térmica en distintos medios. Tiene una amplia área de aplicación a nivel industrial. En específico en el proyecto de investigación, se estudiará la transferencia de energía térmica a través de fluidos. El doctor Ernesto Castillo, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Santiago de Chile, buscará a través de un estudio reemplazar los fluidos utilizados normalmente para transportar dicha energía, por otros no convencionales del tipo no-newtonianos.

La iniciativa se enmarca en un proyecto Fondecyt de Iniciación 2016 (11160160) recientemente adjudicado, donde el investigador tratará de encontrar alternativas que no se encuentran disponibles en lugares comerciales o más aún, no son conocidas por la industria y  que se caracterizan por ser no-newtonianos. Según el docente, al tener propiedades térmicas mejoradas, estos fluidos reducirán los costos de transporte y mejorarán la eficiencia térmica.

En este caso, la investigación se hará vía simulación numérica, a través de un computador para poder aproximar la física que hay detrás de los problemas que se están analizando, lo cual permitirá entregar soluciones a la industria, dar ideas y que ellos puedan reducir la cantidad de prototipos que generalmente se construyen para dar lugar a un nuevo diseño.

“Vamos a generar herramientas computacionales, trabajamos en algo abstracto, matemático-numérico y que se pueda aplicar en cualquier proceso en donde se transfiera energía por medio de fluidos. Podrías, por ejemplo, mejorar equipos de intercambio de calor, reactores químicos, aumentar la transferencia de calor el colectores solares, mejorar procesos de esterilización de alimentos, entre otras aplicaciones”, explica el experto.

Desde el punto de vista científico, el académico explica que esta investigación tiene como motivación principal intentar reproducir y aproximar numéricamente, de la mejor manera posible, la física que hay detrás del problema de la turbulencia de fluidos no-newtonianos.

“Si miramos los resultados obtenidos de manera experimental  y los asociados con aproximaciones numéricas, encontramos muchas veces discrepancias, vemos que los resultados no se parecen, y que por lo mismo, la física del problema no se está reproduciendo de buena manera. Más aún, si nosotros comparamos los diferentes métodos de aproximación numérica, nos damos cuenta que entre estos mismos, hay diferencias, lo que nos hace darnos cuenta de la necesidad de trabajar en el desarrollo de métodos numéricos que sean capaces de aproximar la física que gobierna el problema de la turbulencia en fluidos no-newtonianos”, indica.

El objetivo de trabajar este tema apunta a un desarrollo científico y tecnológico. Las expectativas de  este  proyecto Fondecyt, cuya duración es de tres años, es traer a investigadores de alto nivel, expertos en matemática y en mecánica computacional que puedan ser un aporte a lo largo de la investigación, los cuales además, puedan dar charlas en la universidad. Una vez desarrolladas las herramientas computacionales, un segundo paso podría ser la generación de prototipos basándose en los resultados obtenidos.

 “La eficiencia energética es un tema que nos preocupa a todos, y por lo mismo, orientar un trabajo de investigación al desarrollo de nuevas tecnologías que puedan aportar en la búsqueda de soluciones a este problema global, corresponde a la motivación más grande por la cual se ha propuesto el proyecto”, agrega. 

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