Desde el debut del motor de combustión interna, los ingenieros y los científicos han tratado de mejorar su eficiencia, es decir, que la mayor parte del combustible se convierta en energía mecánica útil y no se pierda en forma de calor. Sin embargo, según la NASA, incluso los motores más avanzados convierten en movimiento “sólo entre un 20 y un 40%" de la energía contenida en el combustible.
El resto se desperdicia, principalmente en forma de calor disipado por el sistema de refrigeración y los gases de escape. De hecho, aproximadamente el 40% de la energía se pierde a través del tubo de escape, lo que plantea la pregunta: ¿y si pudiéramos recuperar parte de esa energía perdida? Ante ello, un estudio reciente cree tener la respuesta.
Un equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Estatal de Pensilvania desarrolló un innovador dispositivo que transforma el calor residual del tubo de escape en energía eléctrica. Este generador termoeléctrico se basa en el principio de que los electrones se desplazan de la parte caliente a la fría dentro de un material semiconductor, generando así electricidad.
Para ello, los científicos utilizaron un semiconductor de telururo de bismuto, material que facilita este proceso. No obstante, para mantener la diferencia de temperatura necesaria y evitar que la parte fría del dispositivo también se caliente, diseñaron un disipador de calor en forma de cilindro con aletas, que envuelve el tubo de escape y maximiza la disipación de calor por convección.
En las primeras pruebas, el equipo dirigido por Rabeya Bosry Smrit, fue capaz de generar cerca de 40 vatios de electricidad a partir del tubo de escape de un coche, suficiente para alimentar una bombilla. Al aplicarlo a vehículos más grandes, como helicópteros, aseguran que “se podría obtener hasta el triple de energía”. Además, los científicos señalan que esta tecnología es “especialmente prometedora para mejorar la eficiencia operativa y la autonomía de diversos tipos de vehículos”.
En el futuro, estos dispositivos podrían integrarse en los coches para alimentar sistemas auxiliares como luces, sensores o sistemas de entretenimiento, por ejemplo. Además, podrían estar disponibles como un accesorio instalable en vehículos antiguos, mejorando su eficiencia energética y reduciendo su huella de carbono.
Este avance podría suponer una revolución en la industria automotriz, al permitir recuperar parte de la energía desperdiciada y mejorar la eficiencia de los motores de combustión. Sin embargo, aún hay desafíos por resolver. Uno de ellos es la rentabilidad: si bien la tecnología es funcional, su costo de fabricación y mantenimiento a escala determinará su viabilidad comercial. Asimismo, es crucial evaluar la durabilidad del dispositivo en condiciones reales de uso y su compatibilidad con distintos tipos de vehículos.
De igual forma, el desarrollo de este dispositivo podría abrir una nueva vía para la eficiencia energética en los motores de combustión interna actuales. Aunque los coches eléctricos van ganando terreno, la realidad es que los motores de gasolina y diésel seguirán en circulación durante algunas décadas más. Sobre todo, fuera de grandes mercados como Europa y Estados Unidos.
Encontrar formas de hacerlos más eficientes (y cuanto más sencillas y baratas, mejor) sería un paso clave para reducir el desperdicio energético y minimizar su impacto ambiental. Si esta tecnología se perfecciona y comercializa de manera viable, podría cambiar la forma en que aprovechamos la energía en el sector del transporte.
Imágenes | Unsplash, ACS Applied Materials & Interfaces
