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Martes, 21 junio 2011
Ingeniería

Enfriar y generar electricidad al mismo tiempo

Miles de millones de dólares se pierden cada año en forma de calor residual en procesos industriales. Este calor perdido podrá ser convertido en electricidad con una tecnología que está siendo desarrollada en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Estados Unidos.

El convertidor de calor residual de alta eficiencia enfría activamente dispositivos electrónicos, células fotovoltaicas, ordenadores y grandes sistemas que producen calor residual. Y, al mismo tiempo que los refrigera, genera electricidad aprovechable. El ahorro potencial de energía es enorme.

En Estados Unidos, más del 50 por ciento de la energía generada anualmente tomando en cuenta todas las fuentes, se pierde como calor residual. En otras naciones industrializadas, el porcentaje de calor desaprovechado es también considerable. Por tanto, la tecnología desarrollada por el equipo de Scott Hunter constituye una gran oportunidad para que se ahorre dinero en la industria, incrementando la eficiencia de los procesos y reduciendo los costos por combustible, a la vez que se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.

La tecnología de Hunter utiliza estructuras que tienen cerca de 1 milímetro cuadrado de tamaño. A una superficie de 1 pulgada cuadrada, como la de un chip típico de ordenador, o la de cierta clase de célula fotovoltaica, entre otros dispositivos pequeños que generan calor, se le puede conectar un conjunto de unos 1.000 de estos convertidores de energía.

Aunque la cantidad de electricidad que puede generar cada dispositivo es pequeña, de 1 a 10 milivatios por dispositivo, es posible usar muchos conjuntos de estos dispositivos para que entre todos generen cantidades considerables de electricidad que puedan alimentar sistemas de sensores remotos o ayudar al enfriamiento activo de dispositivos que generan calor, reduciendo así la necesidad de electricidad de fuentes convencionales.

El concepto subyacente en estos convertidores, la piroelectricidad, se basa en el uso de materiales piroeléctricos, algunos de los cuales se conocen desde hace siglos. Los primeros intentos de usar esta tecnología para generar electricidad comenzaron hace varias décadas, pero la conversión de calor en electricidad en esos estudios pioneros tenía un eficiencia baja, de entre un 1 y un 5 por ciento.

Este también es el caso de las técnicas que utilizan plataformas convencionales piroeléctricas, termoeléctricas o piezoeléctricas.

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Sin embargo, usando conjuntos de estos nuevos convertidores de energía, el equipo de Hunter espera alcanzar eficiencias de entre un 10 a un 30 por ciento, dependiendo de la temperatura de la fuente del calor residual. Y para ello basta usar una plataforma de bajo costo que pueda ser fabricada usando la tecnología estándar de fabricación de semiconductores.


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