Ben Krasnow imprime en 3D un refrigerador Einstein-Szilard transparente impulsado por llama
Un prototipo de resina transparente revive el ciclo termodinámico sin piezas móviles para bajar temperaturas sin electricidad
Por Giovanni Sapere
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Traducido automáticamente del original en inglés Leer el original
El creador Ben Krasnow ha construido un refrigerador de absorción transparente impreso en 3D basado en el histórico diseño Einstein-Szilard, demostrando que una llama abierta puede impulsar un ciclo de enfriamiento sin compresores mecánicos. El proyecto da vida a una invención termodinámica clásica y permite a los observadores ver los cambios de fase dentro del circuito de fluido presurizado.
Termodinámica visible a través de resina transparente
Los refrigeradores de absorción han desempeñado durante mucho tiempo un papel práctico en instalaciones industriales y autocaravanas porque funcionan enteramente con calor y no contienen piezas móviles. Los modelos tradicionales se basan en mezclas de amoníaco y agua que requieren presiones de funcionamiento más altas de las que pueden soportar las cámaras típicas de plástico o vidrio, según informa Hackaday. Para revelar el movimiento interno del fluido, Krasnow recurrió al diseño de patente alternativo formulado por Albert Einstein y el también inventor Leó Szilárd.
El sistema se fabricó mediante impresión 3D en resina transparente, lo que permite observar directamente las etapas de ebullición, evaporación y condensación. Un bloque de cobre macizo transfiere el calor de una llama abierta directamente a la cámara de ebullición. Aunque las disoluciones de amoníaco disuelven gradualmente el cobre con el tiempo, Krasnow comprobó que la disposición era plenamente funcional para la demostración experimental.
Cambiar butano por perfluoropentano más seguro
El ciclo Einstein-Szilard introduce un tercer fluido en el proceso para evitar umbrales de presión extremos. En esta configuración, el calor separa una disolución concentrada de amoníaco y agua al hacer hervir el gas amoníaco, que luego reduce la presión parcial sobre un refrigerante líquido y lo obliga a evaporarse. Ambos vapores entran en una cámara donde el agua disuelve el amoníaco, dejando que el vapor de refrigerante se condense y repita el circuito cerrado mientras la disolución líquida regresa al hervidor.
Aunque el diseño original suele utilizar butano como refrigerante volátil, Krasnow sustituyó este por perfluoropentano para eliminar los riesgos de explosión junto a una llama abierta. El compuesto químico no inflamable permitió que el aparato de resina presurizado funcionara de forma segura bajo calentamiento térmico directo.
Esclusas de aire y descensos reales de temperatura
El funcionamiento del prototipo transparente reveló obstáculos específicos de la dinámica de fluidos. Dado que el sistema cerrado mantiene una presión casi uniforme en todo su circuito, incluso una diminuta burbuja de vapor atrapada en el canal equivocado puede crear una esclusa de aire y detener la circulación del fluido.
A pesar de los márgenes estrechos, Krasnow ajustó el flujo y logró un descenso de 5 grados Celsius por debajo de la temperatura ambiente, demostrando una innovación térmica singular. Krasnow también señaló una aplicación termodinámica poco habitual: con alcohol de alta graduación, quemar una fracción del líquido genera suficiente calor para enfriar el resto de la bebida.
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