Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania crearon un generador termoeléctrico que transforma el calor residual de los gases del escape de un auto en energía eléctrica.
A partir del invento del motor de combustión interna, la comunidad científica ha buscado optimizar su eficiencia, intentando que la mayor cantidad posible de energía del combustible se convierta en movimiento útil. Sin embargo, según la NASA, incluso los motores más avanzados solo logran transformar entre un 20% y un 40% de la energía del combustible en energía mecánica, perdiéndose el resto principalmente en forma de calor a través del sistema de refrigeración y los gases de escape.
Frente a este desafío, un equipo del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Estatal de Pensilvania desarrolló un innovador generador termoeléctrico. Este dispositivo aprovecha el calor residual del tubo de escape de los autos para producir electricidad, basándose en el principio de que los electrones se desplazan desde una zona caliente a una fría dentro de un material semiconductor, generando así corriente eléctrica.
Para su funcionamiento, los investigadores emplearon un semiconductor de telururo de bismuto, material que facilita el movimiento de electrones necesario para la generación de electricidad. Para mantener la diferencia de temperatura esencial en el dispositivo y evitar que la sección fría se caliente, diseñaron un disipador de calor cilíndrico con aletas que rodea el tubo de escape, maximizando la disipación de calor por convección.
Las pruebas del dispositivo
En pruebas iniciales, el equipo liderado por Rabeya Bosry Smrit logró generar aproximadamente 40 vatios de electricidad a partir del calor del escape de un automóvil, suficiente para alimentar una bombilla. Al aplicar esta tecnología en vehículos de mayor tamaño, como helicópteros, estiman que «se podría obtener hasta el triple de energía».
Los científicos destacan que esta innovación es «especialmente prometedora para mejorar la eficiencia operativa y la autonomía de diversos tipos de vehículos». En el futuro, estos generadores termoeléctricos podrían integrarse en automóviles para alimentar sistemas auxiliares como luces, sensores o sistemas de entretenimiento.
Además, podrían ofrecerse como accesorios para vehículos más antiguos, mejorando su eficiencia energética y reduciendo su huella de carbono.Este avance tiene el potencial de revolucionar la industria automotriz al recuperar parte de la energía desperdiciada y mejorar la eficiencia de los motores de combustión.
No obstante, aún existen desafíos por superar, como la rentabilidad: aunque la tecnología es funcional, su costo de producción y mantenimiento a gran escala determinará su viabilidad comercial. También es crucial evaluar la durabilidad del dispositivo en condiciones reales y su compatibilidad con diferentes tipos de vehículos.
Reducción del desperdicio energético
Dado que los motores de gasolina y diésel seguirán en uso durante varias décadas, especialmente fuera de mercados como Europa y Estados Unidos, encontrar métodos para hacerlos más eficientes es esencial para reducir el desperdicio energético y minimizar su impacto ambiental. Si esta tecnología se perfecciona y se comercializa de manera viable, podría transformar la forma en la que se aprovecha la energía en el sector del transporte.
La innovación presentada por los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania representa un paso significativo hacia la sostenibilidad en el sector automotor. Recuperar energía que tradicionalmente se ha desperdiciado no solo mejora la eficiencia de los vehículos actuales, sino que también ofrece una solución práctica mientras la transición hacia tecnologías más limpias, como los vehículos eléctricos, se consolida globalmente.
Paola Reyes Bohórquez.
