sábado,29 enero 2022
Espacio euroiberoamericano de diálogo sobre la innovación social, profesional y académica
InicioInnovación y AcademiaFinancian el primer prototipo de turbulencia en chip para transferir energía
Proyectado en la UPC por el investigador Lluís Jofre Cruanyes y que recibe 1,5 millones de ERC Starting Grant 

Financian el primer prototipo de turbulencia en chip para transferir energía

El investigador y profesor de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) Lluís Jofre Cruanyes ha sido distinguido con una ayuda Starting Grant del European Research Council (ERC) para crear tecnologías y soluciones energéticas disruptivas que permitirán desarrollar la próxima generación de sistemas de conversión de energía y tecnologías de propulsión aeroespacial. Para ello creará prototipos de turbulencia en chip, dispositivos que tendrían un rendimiento potencial cien veces superior a la tecnología actual.

Los chips microfluídicos son dispositivos tecnológicos que están revolucionando la investigación en campos como la química, la biotecnología o las ciencias ambientales. Se trata de microsistemas que integran diferentes funciones en un chip de la medida de un cabello humano o una célula, con aplicaciones tan diversas como diagnosticar enfermedades, detectar trazas químicas o analizar la contaminación atmosférica.

Sin embargo, las oportunidades tecnológicas que permite la miniaturización de sistemas no ha sido todavía aprovechada para mejorar procesos relacionados con la energía. Esto es debido principalmente al comportamiento laminar de los fluidos en la microescala, puesto que, en estas condiciones, los fluidos se comportan de manera diferente a como lo hacen en condiciones macroscópicas, y dan lugar a bajas tasas de mezcla y transferencia.

La ausencia de turbulencia a escalas microfluídicas es un problema central sin resolver en la ciencia de fluidos térmicos, conocido como la ‘frontera microfluídica’. Superar esta frontera es el objetivo principal del proyecto SCRAMBLE – Turbulence-Donde-a-Chip: Supercritically Overcoming the Energy Frontier in Microfluidics, liderado por Lluís Jofre Cruanyes, investigador Beatriz Galindo del Grupo de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Fluidos (GReCEF) y profesor del Departamento de Mecánica de Fluidos en la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC).

En este marco, la ayuda Starting Grant concedida por el European Research Council (ERC) permitirá, por primera vez, miniaturizar la ‘turbulencia en un chip’, induciendo un flujo turbulento en microchips mediante el uso de fluidos supercríticos a alta presión. Se trata de un nuevo enfoque que aprovecha las propiedades termofísicas híbridas de los fluidos a presiones supercríticas –en que se combinan propiedades de líquido y gas– para activar/desactivar el flujo turbulento modulando la temperatura y/o la presión del fluido.

Primera generación de prototipos de turbulencia en chip
El proyecto SCRAMBLE pretende redefinir los límites físicos establecidos durante las últimas décadas en la ciencia e ingeniería de la microfluídica. Como resultado de la investigación, se diseñará, fabricará y probará una primera serie de prototipos de turbulencia en chip para transferir energía, con aproximadamente cien veces más eficiencia de mezclado y transferencia que los microdispositivos estándares.

A medio y largo plazo, la tecnología propuesta podría permitir la miniaturización eficiente de ciclos termodinámicos para la generación de energía, la reconceptualización de la próxima generación de procesadores y semiconductores –con mejor capacidad de refrigeración– y la adopción de nuevas soluciones microfluídicas para sistemas de transporte y propulsión, entre otras aplicaciones.

Según explica el investigador Lluís Jofre Cruanyes, “la combinación de microfluídica, turbulencia y fluidos supercríticos que se quiere estudiar es un campo inexplorado con un gran potencial para obtener nuevos conocimientos y desarrollar tecnologías y soluciones energéticas disruptivas; por ejemplo, desarrollar la próxima generación de sistemas de conversión de energía (turbinas de gas, ciclos de Rankine o energía de biomasa) y tecnologías de propulsión aeroespacial”. Esta tecnología también será clave en el desarrollo de las futuras bombas de calor, los refrigeradores y las máquinas térmicas de tamaño microscópico, así como en los dispositivos de almacenamiento de energía y baterías.

Para el desarrollo del proyecto, la ayuda Starting Grant otorga una subvención de 1,5 millones de euros a lo largo de los próximos cinco años.

De interés

Artículos Relacionados