El ingeniero civil mecánico Esteban Barra León es el nuevo graduado del Magíster de Ingeniería Mecánica y Materiales (MIMM) de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería UACh.
Mediante el proyecto de tesis titulado «Caracterización experimental y numérica del efecto de la ebullición en película en el enfriamiento de cilindros verticales sumergidos en fluidos puros y nanofluidos» el joven profesional evaluó la efectividad de ciertos fluidos y técnicas pasivas para mejorar la capacidad y uniformidad de los sistemas de enfriamiento y gestión térmica, aspecto que es relevante pare diversas tecnologías y procesos que, por sus características y tamaño reducido, requieren de una alta densidad de transmisión de calor, incluidas varias que se están proponiendo como soluciones para la descarbonización.
“El tema de proyecto elegido implicaba el uso de conocimientos de transferencia de calor por ebullición y simulación numérica utilizando CFD, ambos temas que me eran de gran interés, además, dentro del transcurso del magister me llamo la atención el uso de la nanotecnología en los distintos tipos de procesos y posibles áreas de implementación, lo cual finalmente me llevo a la utilización de nanofluidos” señaló Esteban Barra.
El nuevo graduado del MIMM manifestó su interés en el ámbito de la eficiencia energética como posible rubro para su desempeño futuro y respecto de su paso por el programa de Magíster en Ingeniería Mecánica y Materiales precisó que fue una experiencia agradable y desafiante a la vez.
“Las asignaturas cursadas profundizaron los conocimientos vistos dentro del pregrado, y permitieron conocer nuevas perspectivas y aplicaciones. Destacaría la disponibilidad y apoyo de los profesores y la diversidad de las asignaturas optativas” afirmó.
La tesis de Esteban Barra de forma más específica investigó una de las problemáticas presentes en determinados tipos de procesos de enfriamiento que requieren de refrigerar cuerpos muy calientes, como es el caso del tratamiento térmico de metales. En estos casos, es inevitable que durante una etapa del proceso aparezca un fenómeno conocido como ebullición en película, que se caracteriza por la formación de una película de vapor entre superficie refrigerada y refrigerante, que se constituye en un aislante que reduce la velocidad de enfriamiento, y que además no tiene un espesor uniforme ni desaparece de manera uniforme en toda la superficie cuando se va enfriando, lo que provoca un enfriamiento disparejo de la pieza, que puede provocar que la efectividad del tratamiento térmico se vea seriamente afectado. Por ejemplo, en tratamientos térmicos de temple de piezas mecánicas, puede provocar la aparición de puntos o zonas blandas donde no se logra la dureza superficial requerida.
Para atenuar o eliminar el efecto adverso de la ebullición en película se han investigado distintas técnicas, y “en mi tesis estudié el efecto de introducir nanopartículas de alúmina (Al2O3) en el fluido refrigerante, constituyendo lo que se conoce como un nanofluido, procedimiento que ha mostrado ser efectivo en otras instancias para mejorar la transferencia de calor”.
La intención es que esta tesis de lugar a proyectos y estudios futuros donde puedan implementarse estas técnicas para generar sistemas de enfriamientos potentes y compactos que permitan satisfacer los requerimientos de tecnologías importantes para la descarbonización, como son las celdas de combustible y las baterías eléctricas de gran capacidad, entre otras aplicaciones.
La comisión examinadora estuvo compuesta por académicos del Instituto de Ingeniería Mecánica de la UACh, como profesor patrocinante Dr. Rubén Arévalo, como informantes Dr. Rogelio Moreno y Dr. Armando Blanco; como evaluador externo participó el Dr. Jesús García y como Ministro de Fe la Dra. Gabriela Martínez.