motor de hielo seco 16.03.2015

Los investigadores han descubierto cómo alimentar a los primeros colonizadores de Marte: el planeta tiene una gran cantidad de hielo seco que se puede utilizar para generar energía disponible.

Probablemente hayas notado cómo una gota de agua, al chocar contra una sartén caliente, comienza a rodar por la superficie. Parecería que la temperatura de la sartén es mucho más alta que el punto de ebullición del agua, y la gota debería evaporarse inmediatamente, pero aún "vive" por algún tiempo. Este efecto fue descrito por primera vez por Johann Leidenfrost en 1756. ¿Por qué la gota no se evapora instantáneamente? Se trata de la capa de vapor, que se forma en el punto de contacto entre la gota y la superficie caliente. Parte de la gota se convierte en vapor, que la eleva por encima de la superficie, evitando que el líquido restante se evapore instantáneamente. Como resultado, la gota corre alrededor de la bandeja durante bastante tiempo.

El efecto Leidenfrost no se limita a las sartenes. Por ejemplo, si sumerge rápidamente el dedo en un vaso de nitrógeno líquido y lo saca rápidamente, entonces, por extraño que parezca, el dedo no se congelará ni se caerá, aunque la temperatura del nitrógeno líquido es de -196 ° C. Esto se debe al hecho de que el nitrógeno líquido comienza a hervir al entrar en contacto con la piel caliente, sobre la cual se forma una capa protectora de nitrógeno ya gaseoso. Y los gases se enfrían y calientan mucho más lentamente que los líquidos, por lo que el dedo de un experimentador imprudente no tiene tiempo para congelarse. Es cierto que todavía existe el riesgo de quemarse, por lo que en ningún caso pruebe el efecto Leidenfrost en usted mismo. Un truco aún más extremo y mucho más peligroso es sumergir una mano mojada en un recipiente con metal líquido: el agua en la superficie de la mano hierve instantáneamente y por una fracción de segundo forma una capa protectora entre la piel y el metal fundido. .

Trucos, trucos, pero ¿cómo obtener un beneficio real de este fenómeno? Investigadores de la Universidad de Northumbria en el Reino Unido han creado un prototipo de motor que puede funcionar con un trozo de hielo seco. El diseño se basa en el mismo efecto Leidenfrost. Recordemos que una gota de líquido corre sobre una superficie caliente. Un trozo de hielo seco se comporta exactamente de la misma manera si se arroja al agua. El hielo seco es único en el sentido de que cuando se calienta desde una fase sólida, inmediatamente se convierte en gas, sin pasar por la fase líquida. Toda la cuestión es cómo dirigir su energía en una dirección útil. Los ingenieros han desarrollado durante mucho tiempo tecnología para convertir la energía del vapor en energía mecánica: en un motor de turbina de gas, un chorro de vapor o gas golpea la superficie de las palas de la turbina, que comienza a girar. Pero en nuestro caso, los investigadores fueron por el otro lado.

Hicieron la superficie calentada en forma de disco, con un perfil similar a las palas de una turbina. Ahora, si se coloca una gota de agua sobre una superficie tan caliente, entonces el vapor formado en el punto de contacto no solo soportará la caída de peso, sino que también la empujará en una dirección determinada. La gota correrá en círculo hasta que se evapore. Pero, ¿qué sucede si se coloca un disco de hielo seco sobre una superficie tan caliente? La evaporación del dióxido de carbono comenzará a hacer girar el disco, además, la geometría de la superficie no permitirá que se salga del eje, los flujos de gas devolverán el disco al centro. Ahora, si coloca imanes en un disco de hielo seco y coloca toda la estructura dentro de un circuito conductor, obtendrá un generador eléctrico real, en el que no hay partes que rocen y, por lo tanto, pérdidas por fricción. Los autores de la invención publicaron en el sitio un video de cómo funciona todo.

Vale, el motor prototipo funciona, pero ¿de dónde sacas combustible? El hielo seco no se produce naturalmente. Aquí es donde los investigadores giraron, nada menos, en busca de generadores para futuros colonizadores de Marte u otros planetas. Muchos futurólogos están seguros de que, tarde o temprano, la humanidad no tendrá más remedio que poblar los planetas más cercanos a nosotros.

Ahora se están discutiendo y desarrollando seriamente programas para enviar una expedición al planeta rojo. Los miembros de la expedición deberán equiparse allí, y uno de los principales problemas será encontrar fuentes de energía. El hecho es que en Marte, el dióxido de carbono se encuentra a menudo en forma sólida, es decir, en forma de hielo seco. Y se puede utilizar como recurso energético. La singularidad del motor inventado está en la simplicidad del diseño: prácticamente no hay piezas reemplazables en él. Y cuando la tienda más cercana está a más de 50 millones de kilómetros, el tema de la confiabilidad de los equipos sube a uno de los primeros lugares.