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¿Pueden las aleaciones con memoria de forma aprovechar la energía térmica de los automóviles?

¿Pueden las aleaciones con memoria de forma aprovechar la energía térmica de los automóviles?

¿Alguna vez ha oído hablar de las aleaciones con memoria de forma?

ICD

En una era de escasos recursos de combustible y aumento de los costos de la gasolina, los fabricantes de automóviles están haciendo todo lo posible para que los automóviles sean más eficientes energéticamente. Pero hay un lugar obvio donde la energía simplemente se desperdicia mientras un automóvil está en movimiento: en el calor que sale del tubo de escape.

La primera ley de la termodinámica nos dice que la energía no se puede crear ni destruir, pero eso no significa que una cierta cantidad no pueda simplemente volverse inútil. Por lo general, la energía innecesaria sale de un sistema en forma de calor y, en un automóvil, gran parte de esa energía térmica desperdiciada termina en los gases de escape. Pero, ¿y si pudiéramos convertir parte de esa energía térmica de nuevo en alguna forma útil, como la electricidad? General Motors ha desarrollado un dispositivo prototipo que hace precisamente eso utilizando aleaciones con memoria de forma (SMA). Un SMA es una aleación que puede tomar dos formas diferentes dependiendo de la temperatura, una denominada forma de estado original en climas cálidos y una segunda forma en climas fríos. Mueva una pieza de aleación con memoria de forma entre ambientes fríos y calientes y alternará entre estas dos formas. Los científicos han comprendido durante algunos años que las SMA extruidas con alambre podrían ser una forma de generar energía utilizable a partir del calor, pero el sistema de GM es el primero en mostrar una verdadera promesa como una forma de generar calor y electricidad en un automóvil.

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Para comprender cómo funciona el dispositivo de GM, imagine un sistema con tres poleas giratorias dispuestas en las esquinas de un triángulo. La conexión de la polea es una correa continua que consta de alambres de aleación con memoria de forma. Si una esquina de esta disposición de polea se coloca cerca del tubo de escape caliente de un automóvil y las otras dos esquinas en un área más fresca y mejor ventilada, el panel frontal se contraerá a su estado inicial más corto cuando se acerque a la polea en la esquina cálida. Esta contracción jalará el resto de la correa hacia atrás, girando las poleas y moviendo el cable más hacia la polea calentada. Las poleas giratorias arrastrarán el cable SMA calentado a la región fría, donde se expandirá nuevamente en un bucle continuo. El movimiento circular producido por las poleas se puede utilizar para impulsar un generador que produce electricidad, que a su vez puede operar un estéreo de automóvil, aire acondicionado, toma de corriente, cualquier cosa que requiera una fuente de electricidad de nivel relativamente alto.

Según los investigadores de GM, debería llevar unos diez años llevar este dispositivo de la etapa de prototipo a la aplicación práctica, pero todavía hay muchos problemas. La impregnación del alambre SMA en su forma original es un proceso que requiere mucho tiempo (actualmente toma alrededor de tres meses) y la fatiga del metal hace que los SMA sean susceptibles de romperse después de un tiempo de uso. El prototipo existente de GM genera solo alrededor de dos vatios de electricidad, pero el equipo de investigación responsable cree que puede extenderse a aplicaciones prácticas. Por supuesto, las aplicaciones de la electricidad generada por aleaciones metálicas moldeadas van mucho más allá de los automóviles, pero es poco probable que los MAS se utilicen ampliamente como medio de reciclar energía térmica durante varios años.

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