Revolucionario recubrimiento de cambio de fase captura calor para cohetes, tuberías y bebidas

Spinoff es la publicación anual de NASA sobre tecnologías comercializadas con éxito. Esta comercialización ha contribuido al desarrollo de productos y servicios en salud, medicina, bienes de consumo, transporte, seguridad pública, tecnología informática y recursos ambientales.

La mayoría disfruta una bebida fría en día caluroso sin pensar en la física del vaso. Pero la reacción de cambio de fase —el hielo absorbe calor de la bebida y se derrite— es poderosa. Un recubrimiento que NASA creó para aprovechar esa reacción podría usarse en aviones de pasajeros o ser la clave de una nevera sin hielo.

Principio del cambio de fase

Según el científico de materiales del Centro de Vuelo Espacial Marshall, Raj Kaul, durante el cambio de fase la temperatura se mantiene exactamente en el punto de transición. «Si congelas un termómetro en un bloque de hielo y lo calientas, la temperatura se queda en 0 °C, incluso en la parte ya derretida. Solo cuando todo el hielo se ha derretido el agua empieza a subir de temperatura».

Para el agua, el punto de fusión/congelación es 0 °C, pero NASA desarrolló materiales con distintos puntos de fusión. Inicialmente pensados para trajes espaciales (que se calientan por calor corporal), a principios de 2000 Kaul investigó usarlos en el exterior del transbordador. Los propulsores de combustible sólido estaban protegidos por MCC-1, «básicamente corcho y epoxi», que quema y abla (la capa se desprende, exponiendo material nuevo).

Recubrimiento no ablativo con cambio de fase

Kaul buscó un recubrimiento protector que no ablacionara y mantuviera temperatura segura. Incorporó material de cambio de fase en un recubrimiento aplicable como pintura, determinando la proporción óptima. El material se encapsula en plástico: al recibir calor, absorbe energía para pasar de sólido a líquido, impidiendo que el calor llegue al sustrato. Gracias al epoxi que une el recubrimiento al cohete, el material no gotea al fundirse. NASA aprobó el material para naves, pero el programa de transbordadores se canceló.

Comercialización por PrimeBilec

Chris Bilec, emprendedor y veterano del ejército, licenció la patente y fundó PrimeBilec (Austin, TX). Kaul sugirió usar el recubrimiento en pintura exterior o techos: «de día absorbe calor, de noche lo libera». Bilec lo probó en la parte trasera de un avión para evitar daño por calor de motores, fijando el material a 24 °C (temperatura de cabina). También hay interés de empresas que hacen trampas de calor para hospitales de Veteranos: sus productos alargan la vida de sensores que se queman por tuberías sobrecalentadas.

Nevera sin hielo y contenedores

Otra idea: «nevera sin hielo» y contenedores pequeños para almuerzos. El material de cambio de fase se incrusta en poliéster apto para alimentos para recubrir el contenedor. La comida o cerveza dentro se mantiene fría 2-4 horas más, según temperatura exterior.

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