Investigador propone generar eficiencia energética utilizando calor de combustión
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Estudio financiado con recursos Fondecyt y liderado por el Dr. Valeri Bubnovich, busca utilizar los desperdicios de la energía térmica que hoy se presentan en diversas aplicaciones -sobre todo industriales- como quemadores, calefactores, transporte de termofluidos, colectores solares, entre otros, para generar electricidad.
Como una respuesta alternativa a la producción de energía convencional en Chile, se generó el proyecto “Investigación de la combustión en medios porosos y su aplicación a la eficiencia energética”, liderado por el Dr. Valeri Bubnovich. La iniciativa obtuvo financiamiento para su ejecución en el concurso Fondecyt Regular 2013.
La idea es diseñar un quemador de medio poroso, que transforme el calor de combustión en el calor sensible de una superficie sólida isotérmica. En función de esa temperatura, se seleccionan los elementos termoeléctricos para recubrir la superficie caliente. Posteriormente, se ajustan los parámetros del quemador para maximizar la generación de la energía eléctrica.
El Dr. Buscovich precisa respecto de su proyecto que “por ejemplo, cuando tenemos una estufa a leña todos sabemos que es un dispositivo pequeño que permite quemar leña y que el calor se va por la chimenea. La estufa -que tiene forma rectangular- mantiene sus paredes a temperatura elevada, de tal forma que al recubrir la superficie con los elementos seleccionados, se genera la electricidad adicional suficiente para su consumo”.
La ventaja de la combustión en un medio poroso frente a la llama libre, es que si se enciende un fósforo, la flama es tan sensible al aliento que podría apagarse, porque no tiene donde acumular calor, explica el investigador; en cambio, se forma un medio poroso - pequeñas bolitas sólidas- y al llenar un vaso con ellas, filtrando la misma mezcla de gas para quemar, la combustión se producirá entre los elementos sólidos y la mayor parte del calor quedará allí, sin irse a la atmósfera. Así, estas bolitas irán acumulando calor para luego servir de respaldo térmico a la flama.
Etapas
Esta investigación tendrá una duración de cuatro años y se desarrollará en cuatro etapas. En la primera etapa se hará el diseño del sistema físico, como la geometría, materiales, gases a quemar, posición de la flama dentro del quemador y las temperaturas que deberían generarse en su superficie. En la segunda etapa se realizará un modelamiento matemático del diseño y simulación computacional. Posteriormente, se construirá un prototipo y se analizará su desempeño para llevarlo a su estado óptimo y, finalmente, en una cuarta etapa, se buscará alguna salida real al mercado.
Junto al Dr. Bubnovich, en este proyecto está trabajando un equipo conformado por el Dr. Luis Henríquez y un grupo de estudiantes tesistas de pre y post grado de la Carrera de Ingeniería Química de la Institución. Además, el estudio cuenta con la colaboración internacional de tres académicos radicados en Estados Unidos, quienes aportan con sus conocimientos sobre combustión, materiales y formulación de modelos computacionales.
La intención del Dr. Bubnovich es encontrar alguna empresa que a través de un prototipo llegue a un resultado atractivo para su aplicación industrial. “La aplicación podría darse en alguna región del país donde no haya fuentes de energía convencionales, haciéndose necesario inventar algún método para generar la electricidad. En un camping, por ejemplo, cuando se hace una fogata, el calor de la flama podría convertirse en el calor de un sólido, calor sensible. Este sólido, acoplado con elementos termoeléctricos, podría hasta encender una ampolleta para alumbrar durante la noche”, ejemplificó el académico.
