Alas de avión, Las turbinas eólicas y los sistemas de calefacción interior luchan bajo el peso y el frío del hielo. Las técnicas de deshielo consumen mucha energía, sin embargo, ya menudo requieren grandes masas de hielo para derretirse por completo para funcionar. Investigadores de la Universidad de Illinois y la Universidad de Kyushu en Japón han desarrollado una nueva técnica que requiere solo una fina capa de hielo en la interfaz de una superficie para derretirse. permitiendo que se deslice bajo la fuerza de la gravedad.

El método, que utiliza menos del 1% de la energía y menos del 0,01% del tiempo necesario para las técnicas tradicionales de deshielo, se publica en la revista Letras de física aplicada .

El problema de la ineficiencia en los sistemas convencionales se debe a que la mayor parte de la energía utilizada en la calefacción y el deshielo debe destinarse a calentar otros componentes del sistema en lugar de calentar directamente la escarcha o el hielo. dijeron los investigadores. Esto aumenta el consumo de energía y el tiempo de inactividad del sistema.

"Para descongelar, la función de enfriamiento del sistema está apagada, el fluido de trabajo se calienta para derretir hielo o escarcha, luego debe enfriarse nuevamente una vez que la superficie esté limpia, ", dijo el autor principal y profesor de ingeniería y ciencias mecánicas de la U. de I. Nenad Miljkovic." Esto consume mucha energía, cuando piensa en los costos operativos anuales de ejecutar ciclos de descongelación intermitentes ".

Los investigadores proponen enviar un pulso de corriente muy alta a la interfaz entre el hielo y la superficie para crear una capa de agua. Para garantizar que el pulso pueda generar el calor requerido en la interfaz, Los investigadores aplican una fina capa de un material llamado óxido de indio y estaño, una película conductora que a menudo se usa para descongelar, a la superficie del material. Luego, dejan el resto a la gravedad.

Para probar esto, el equipo descongeló una placa de vidrio vertical enfriada a -15 grados Celsius y a -70 grados Celsius. Estas temperaturas fueron elegidas para modelar el calentamiento, aplicaciones de ventilación y aire acondicionado y aplicaciones de refrigeración y aeroespaciales, respectivamente. En todas las pruebas, el hielo se quitó con un pulso que duró menos de un segundo.

En un entorno del mundo real, la gravedad sería asistida por el flujo de aire, Dijo Miljkovic. "Este nuevo enfoque es más eficiente que los métodos convencionales".

El grupo aún no ha estudiado superficies tridimensionales más complicadas como componentes de aviones, lo que dijeron es un paso futuro obvio. "Los aviones son una extensión natural, ya que viajan rápido, por lo que las fuerzas de corte sobre el hielo son grandes, lo que significa que solo se necesita derretir una capa muy delgada en la interfaz para eliminar el hielo, "Miljkovic dijo." Se necesita más trabajo para descubrir cómo podemos recubrir componentes curvos con óxido de indio y estaño de manera conformada y rentable mientras se mantiene el cumplimiento de seguridad ".

Los sistemas grandes, como las alas de los aviones, requerirían cantidades muy altas de corriente instantánea, dijeron los investigadores. "Aunque la potencia total durante el pulso es muy baja, la potencia instantánea es alta, ", dijo el estudiante graduado de Illinois Yashraj Gurumukhi." Se necesita más trabajo en términos de electrónica necesaria para alimentar los circuitos que calientan la interfaz ".