Nuevos disipadores de calor a base de grafeno: la innovación asturiana que promete mejorar la eficiencia energética

En el marco de un proyecto pionero en Asturias, un grupo de investigadores se ha lanzado al desarrollo de nuevos sistemas para disipar el calor de forma eficiente. Este estudio, impulsado por el Grupo de Ingeniería Fluidodinámica y Energética de la región, explora «cómo los disipadores de calor ?similares a los radiadores o a las aletas de refrigeración de los motores? pueden mejorar en eficiencia utilizando materiales avanzados, como el grafeno y otros nanomateriales», tal y como detalla María José Suárez López, investigadora principal del proyecto. 

¿Qué es un disipador de calor y por qué es importante?

Los disipadores de calor son elementos que encontramos en muchos dispositivos que usamos a diario, desde ordenadores y neveras hasta sistemas de climatización. Su función principal es ayudar a enfriar estos dispositivos, evitando que el calor acumulado interfiera en su funcionamiento. «En este proyecto, desde el equipo de investigación hemos estudiado disipadores basados en materiales novedosos que incluyen capas de grafeno, lo que mejora notablemente la capacidad de dispersar el calor«, explica Suárez.

Un enfoque dual innovador: simulación y experimentación

Para llevar a cabo la investigación, el equipo ha utilizado una metodología dual: un enfoque que combina simulaciones numéricas avanzadas y pruebas experimentales en el laboratorio. «Las simulaciones numéricas son cálculos realizados con la ayuda de ordenadores, y permiten modelar y predecir el comportamiento de los disipadores en diferentes condiciones», explica la investigadora. «Estas simulaciones se realizan mediante técnicas de dinámica de fluidos computacional, que permiten comprender cómo se mueve el calor a través de los materiales y cómo el diseño de los disipadores influye en su eficacia».

En paralelo, el equipo ha diseñado prototipos a escala de laboratorio, utilizando materiales desarrollados por la empresa colaboradora, The Next Pangea, S.L., que también ha financiado una parte del proyecto. Estas pruebas experimentales permiten comprobar que los modelos numéricos son precisos. De este modo, se asegura que el modelo en el ordenador refleja fielmente el comportamiento real del disipador, y una vez validado, se pueden realizar más estudios en diferentes situaciones sin tener que construir nuevos prototipos.

La colaboración: clave en el proyecto

El proyecto surgió de una colaboración entre miembros del Grupo de Investigación y la empresa The Next Pangea, S.L., cuyo responsable tenía interés en explorar las posibilidades de nuevos materiales con grafeno para la disipación de calor. Gracias al apoyo financiero de FICYT (Fundación para el Fomento en Asturias de la Investigación Científica Aplicada y la Tecnología) y el Gobierno del Principado de Asturias, la colaboración se hizo realidad. Según los investigadores, «FICYT ha sido fundamental para conectar a ambas partes y facilitar los recursos necesarios».

Resultados y aplicaciones de los nuevos materiales de grafeno

Los resultados de este innovador proyecto demuestran que los materiales multilaminares que incluyen grafeno pueden mejorar significativamente la transferencia de calor. Estas láminas, formadas por capas de compuestos de carbono, han mostrado un rendimiento prometedor en las pruebas, y podrían aplicarse a diversos sectores, como la industria aeroespacial, la refrigeración de edificios y los dispositivos electrónicos.

Sin embargo, un posible inconveniente es el costo de estos materiales, lo que implica la necesidad de analizar su viabilidad según el tipo de aplicación. A pesar de ello, su capacidad para reducir el tamaño de los disipadores y hacer que estos dispositivos consuman menos energía hace que el proyecto tenga un gran potencial para ser aplicado en muchos sectores de la industria.

Innovación con miras al futuro

«Este proyecto representa un avance en la investigación y el desarrollo de tecnologías energéticamente eficientes», sentencia María José Suárez. Los materiales avanzados, como el grafeno, ofrecen una solución técnica viable para mejorar la disipación de calor en dispositivos que usamos en la vida cotidiana. Además, en el ámbito de la climatización, estos disipadores podrían usarse para crear sistemas de calefacción más pequeños y eficientes, que incluso podrían integrarse en las paredes, optimizando el espacio en los hogares.

Gracias a la metodología dual y a la colaboración entre el sector académico y empresarial, el Grupo de Ingeniería Fluidodinámica y Energética ha dado un paso significativo en la búsqueda de soluciones energéticas más sostenibles y eficientes. Este avance abre nuevas posibilidades para la aplicación de materiales avanzados en una variedad de industrias, contribuyendo a un uso de la energía más eficiente y a un futuro más sostenible.