El Ministerio financia con más de 240.000 euros un proyecto del Grupo de Tecnología Energética, con los que se desarrollarán intercambiadores de calor bifásicos más seguros, fiables y potentes
Mejorarán la refrigeración de las baterías y de los componentes electrónicos de los vehículos eléctricos. Este es, en líneas muy generales, el principal objetivo de uno de los proyectos de investigación en el que está involucrado totalmente el Grupo de Tecnologías Energéticas, un trabajo liderado por la profesora Concepción Paz Penín, directora del Cintecx, el Centro de Investigación en Tecnologías, Energía y Procesos Industriales de la Universidade de Vigo. Financiado por la Agencia Estatal de Investigación con 242.000 euros, el proyecto µSTHERM, Investigación experimental y numérica sobre el comportamiento térmico de superficies micro-texturizadas con láser para mejorar la refrigeración de baterías y componentes electrónicos en vehículos eléctricos, va dirigido a hacer “investigación experimental y numérica sobre el comportamiento térmico de superficies micro-texturizadas con láser para mejorar la refrigeración de baterías y componentes electrónicos en vehículos eléctricos”, explica Paz Penín, quien se refiere a este proyecto como “una gran oportunidad para trabajar en el desarrollo de nuevas tecnologías aplicadas a la gestión de energía térmica en sectores claves como el transporte, las baterías eléctricas o los sistemas de electrónica de potencia, que seguramente serán actores principales en la consecución de la ambiciosa meta de cero emisiones netas en el 2050”, recalca la investigadora.
Con este trabajo el grupo intentará abrir nuevas posibilidades que permitan un mayor nivel de miniaturización de los dispositivos electrónicos y superficies de intercambio térmico. Mediante un control adecuado de temperatura de las superficies de transferencia, favoreciendo su uniformidad y controlado el nivel de ebullición presente en la pared de intercambio se darán, a juicio de la responsable del proyecto, pasos claves para el desarrollo de intercambiadores de calor bifásicos más seguros, fiables y potentes. “El diseño de superficies de transferencia avanzadas mediante la creación de texturas con técnicas láser, junto con el empleo de fluidos refrigerantes de nueva generación con bajo punto de ebullición e índices de calentamiento global en un orden de magnitud menor que los clásicamente empleados hasta ahora, son dos factores imprescindibles para contribuir a la consecución de nuevos dispositivos de transferencia térmica y medios de transporte más sostenibles”, recalca la investigadora.
En colaboración con las universidades de São Paulo y Minnesota
En este proyecto trabajan de manera directa tres de los investigadores del grupo –Eduardo Suárez, Miguel Concheiro y Marcos Conde– y contarán también con la colaboración de dos investigadores de centros internacionales de referencia. El primero de ellos, el profesor Gherhardt Ribatski, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de São Paulo, es un referente en la investigación en flujos bifásicos en presencia de ebullición, evaporación y condensación. “Entre otros aspectos destacables de su trayectoria, sobresale la presidencia durante un cuatrienio de la Asociación Brasileña de Ingeniería y Ciencias Mecánicas y que es editor asociado y miembro del comité editorial de varias revistas internacionales de alto impacto”, explica Paz Penín. Por otro lado, el profesor William Northrop, investigador del Center for Transportation Studies de la Universidad de Minnesota, tiene publicados más de un centenar de trabajos relacionados con el estudio y el post-tratamiento de las emisiones de motores de combustión, los combustibles alternativos y las tecnologías de sostenibilidad energética.
Años de colaboración con las empresas del sector de la automoción
El Grupo de Tecnología Energética, GTE, tiene una amplia experiencia de colaboración con empresas del sector de la automoción, desarrollando y participando en el diseño de sistemas de mitigación de las emisiones de gases nocivos, como dispositivos de recirculación de gases de escape o colectores de flujo, entre otros. Futo de estos trabajos y colaboraciones, se llevaron a cabo varios proyectos autonómicos y nacionales, además de un buen número de publicaciones científicas y tesis doctorales.
“Cabe destacar nuestra amplia experiencia en el diseño de todo tipo de sistemas de refrigeración compactos, lo que casa con una de las principales necesidades asociadas al vehículo eléctrico”, apunta la directora del Cintecx, a lo que añade que en este tipo de tecnología la gestión y el control de la transferencia térmica es vital, debido a varios factores. Entre los más importantes, cita la necesidad de densidades de tasas de transferencia de calor muy elevadas, “por ejemplo en las unidades de electrónica de potencia”, o la presencia de elementos muy sensibles a la temperatura como los sistemas de baterías. “Estos sistemas precisan de rangos de trabajo muy limitados y controlados, tanto para mantener una eficiencia adecuada como para evitar fallas catastróficas como la excursión térmica”, recalca la investigadora.
Desde el grupo destacan también su metodología dual a la hora de abordar toda la problemática térmica. Por un lado, cuentan con una gran capacidad de cálculo, gracias al CPD (Centro de Procesamiento de Datos), lo que les permite abordar con éxito la simulación numérica empleando aplicaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). “Por otro lado, contamos con el equipamiento y con la instrumentación adecuada para realizar ensayos experimentales con prototipos que nos permiten hacer las verificaciones experimentales de los resultados de los modelos numéricos y retroalimentar el proceso”, recalca Paz Penín.
Línea de futuro
Como investigadora del Grupo de Tecnología Energética, la directora del Cintecx hace hincapié en que haber sido “galardonados” con la financiación de proyectos I+D+i de la Agencia Estatal de Investigación supone un impulso más a la reputación del grupo como promotores de investigación, “además de obtener un mejor posicionamiento en el campo con la filosofía del Cintecx, del que forman parte, “y que gracias a los recursos obtenidos continuará a lo largo de los próximos años”.
Si bien la aplicación de este proyecto está focalizada en el análisis de transferencia térmica bifásica en determinadas condiciones y rangos de operación cuidadosamente definidos, sus conclusiones serán, según lo indicado desde el grupo, el marco de trabajo de futuros proyectos de este grupo de investigación.
Fuente: DUVI
