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CONTRIBUCIONES CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS
Desarrollo Histórico de los Tubos
de Calor y sus Aplicaciones
César Rosas Zumelzu
cesar.rosas@ usach.cl
Académico del Departamento de Ingeniería
Mecánica de la Universidad de Santiago de
Chile, Ingeniero Civil Mecánico y Master en
Ciencia. Investigador en el área de termofluidos
( mecánica de fluidos, transferencia de calor,
generación y transporte de energía térmica).
Nelson Moraga, Valeri Bubnovich y Mario Let elier
Resumen
Los tubos de calor son dispositivos que se caracterizan por tener una gran conductancia térmica, lo que los hace
muy efectivos para el transporte de calor a grandes distancias con una muy pequeña caída de temperatura. Tienen una
excepcional flexibilidad, son de construcción simple, de fácil control, y son de funcionamiento pasivo, no necesitan
de potencia externa. La base teórica del funcionamiento de los tubos de calor tiene sus fundamentos en varias disciplinas clásicas como son: la mecánica de fluidos, transferencia de calor y termodinámica. El concepto de tubo de calor
data desde 1944. Sin embargo, sus primeros desarrollos se iniciaron sólo el año 1964; impulsados principalmente por
requerimientos de los programas espaciales que en esa época se llevaban a cabo. Precisamente, una de las primeras
aplicaciones de los tubos de calor fue en satélites, donde se utilizaron como dispositivos para uniformar la distribución
de temperaturas en su estructura, es decir, para transferir calor desde la zona expuesta al sol a la no expuesta, con el
objeto de minimizar sus tensiones térmicas. Posteriormente, lentamente primero, se empezaron a desarrollar aplicaciones terrestres. En la actualidad, dados las amplias áreas de aplicación que se han descubierto, prácticamente todos
los países desarrollados están involucrados en la investigación, desarrollo y comercialización de tubos de calor. Se
vislumbra que este interés se mantendrá en el futuro; particularmente impulsado por la miniaturización de los sistemas
en el campo de la electrónica, donde los problemas de disipación de calor no pueden ser resueltos utilizando sistemas
convencionales.
Antecedentes generales
En los diferentes campos del quehacer del hombre
el transporte de calor ha sido, es y seguirá siendo, un
tema de permanente interés. Entre los diversos tipos de
sistemas conocidos para el transporte de calor, el tubo
de calor, cuyo término en inglés es “heat pipe”, es uno
de los más eficientes. La principal ventaja de usar un
tubo de calor, respecto a otros métodos convencionales,
es la gran cantidad de calor que puede ser transportado a
través de un dispositivo de pequeña sección transversal,
a una distancia considerable en forma pasiva, es decir,
sin necesidad de usar una fuente de energía externa al
sistema. Otras ventajas sobresalientes son la simplicidad
de diseño y fabricación, la pequeña caída de temperatura
entre sus extremos, y la habilidad para controlar y transportar grandes cantidades de calor a diferentes niveles de
temperatura.
El precursor del tubo de calor, el tubo de Perkins,
fue introducido por la familia Perkins desde mediados del
siglo XIX hasta el siglo XX a través de una serie de patentes en el Reino Unido. La mayoría de los tubos de
Perkins pueden ser considerados como tubos de calor sin
“mecha” y asistidos por el campo gravitacional, los que a
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su vez son definidos como termosifones, en los cuales la
transferencia de calor es realizada por el cambio de fase
de líquido a vapor (calor latente de evaporación) de un
fluido de trabajo. El diseño del tubo de Perkins más cercano al actual tubo de calor fue patentado por Jacob Perkins
(1836). Este diseño consistió en un tubo cerrado conteniendo una pequeña cantidad de agua operando como un
ciclo de dos fases.
La introducción del concepto de “heat pipe” fue
primero concebida por Gaugler (1944) de la General Motors Corporation en U.S.A., patente Nº 2350348. Gaugler,
quien en ese entonces estaba trabajando en problemas de
refrigeración, visualizó un dispositivo que podía evaporar
un líquido en una región ubicada sobre el lugar donde la
condensación podía ocurrir sin requerimiento de trabajo
adicional para transportar el líquido a la sección más alta.
Su dispositivo consistió de un tubo cerrado en el cual el
líquido absorbe calor en una zona específica causando la
vaporización del líquido. El vapor entonces viaja hacia
abajo a lo largo del tubo donde él se condensa en otra
sección y libera su calor latente. Después de esto el condensado retorna hacia arriba del tubo por presión capilar
para reiniciar el proceso.
Fig. 1 Unidad de refrigeración diseñada por
Gaugler, patente publicada en 1944
(Dunn and Reay, 1994)
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Para retornar el condensado a la sección más alta,
Gaugler sugirió el uso de una estructura capilar consistente de una “mecha” de acero sinterizado. La unidad de
refrigeración propuesta por Gaugler es mostrada en la figura 1, la cual consistió en el uso de un tubo de calor para
transferir el calor desde el interior del compartimiento
de un refrigerador hacia una bandeja con hielo triturado,
ubicada debajo del compartimiento. Sin embargo, su idea
no fue usada por General Motors.
En 1962, Trefethen (1962) retomó la idea del tubo
de calor en conexión con el programa espacial. Desarrollos serios se iniciaron en 1963 cuando el tubo de calor
fue independientemente reinventado, y una patente de
aplicación fue solicitada por Grover, quien trabajaba para
Los Alamos National Laboratory, en Nuevo Mexico, U.S.A..
Grover et al.(1964) y Grover (1966) construyeron varios
prototipos de tubos de calor, el primero de los cuales usaba agua como fluido de trabajo y pronto fue seguido por
otro que usaba sodio, el cual operaba a 1100 K.
Grover también demostró la efectividad y el alto
rendimiento del tubo de calor como dispositivo de transmisión de calor y desarrolló aplicaciones para su uso. En
una patente norteamericana de aplicación, solicitada por
Grover et al. (1964), a nombre de la Comisión de Energía Atómica de U.S.A. en el mismo año, Grover (1966),
acuñó el término “heat pipe” y describió un dispositivo
casi exactamente en la misma forma que lo hizo Gaugler,
declarando: “Con ciertas limitaciones en la forma de uso,
un “heat pipe” puede ser considerado como una estructura sinergística de ingeniería, la cual es equivalente a un
material que tiene una conductividad térmica que excede
con creces la de cualquier metal conocido”. En esa patente se incluye un análisis teórico muy limitado de los tubos
de calor, pero se entregan resultados experimentales obtenidos en tubos de calor de acero inoxidable, incorporando una “mecha” de malla, y usando sodio, plata y litio
como fluidos de trabajo.
El reconocimiento de un tubo de calor como dispositivo térmico confiable se debió inicialmente a los
resultados teóricos preliminares, y a herramientas de diseño, informadas en la primera publicación sobre análisis
de tubos de calor realizada por Cotter (1965). Inmediatamente después de esta publicación la investigación sobre
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el tema comenzó a desarrollarse a través del mundo. El
United Kingdom Atomic Energy Laboratory en Harwell comenzó experimentando con tubos de calor de sodio para
uso como diodos convertidores termoiónicos.
Además, científicos comenzaron a conducir trabajos similares en el Joint Nuclear Research Center, en
Ispra, Italia, el cual pronto llegó a ser el centro de investigación mas activo, fuera de U.S.A. Poco tiempo después
otros países, tales como Alemania Francia y la ex URSS
iniciaron esfuerzos al respecto.
En 1964, la RCA fue la primera organización comercial en llevar a cabo investigación sobre tubos de calor.
La mayor parte de su primer soporte financiero provino
de un contrato por dos años con el Gobierno de U.S.A.
Se construyeron tubos de calor usando contenedores de
cobre, níquel, acero inoxidable y molibdeno; como fluidos
de trabajo se usó agua, cesio, litio y bismuto. A través
de este trabajo experimental se alcanzó una temperatura
máxima de operación del orden de 1923 K.
Los primeros desarrollos de aplicaciones terrestres
de los tubos de calor sucedieron a paso lento. Puesto que
los tubos de calor pueden operar en campos de microgravedad debido a la acción capilar, sin ningún campo de
fuerzas externo o sistema de bombeo, la mayoría de los
esfuerzos estuvieron dirigidos hacia las aplicaciones espaciales. Sin embargo, debido al alto costo de la energía,
especialmente en Japón y Europa, la comunidad industrial
comenzó a apreciar las cualidades de los tubos de calor y
termosifones en el ahorro de energía, como también en la
mejora del diseño en diversas aplicaciones. Actualmente,
todos los países desarrollados están involucrados en la
investigación, desarrollo y comercialización de tubos de
calor.
En relación a la literatura publicada sobre tubos
de calor, existen: textos clásicos, entre los que destacan
Chi, 1976; Dunn and Reay, 1982; Ivanovkii et al., 1982 y
Faghri, 1995. La publicación de los Proceedings of Internacional Heat Pipes Conference que se han realizado periódicamente desde 1973 a la fecha en diversos países del
mundo (1ra, Stuttgart 1973; 2da, Bologna 1976; 3ra, Palo
Alto 1978; 4ta, Londres 1981;…). Adicionalmente existe
un gran número de archivos de publicaciones y reportes,
indexados y no indexados, en las últimas tres décadas.
Una significativa cantidad de investigación básica y aplicada ha sido desarrollada desde 1985 en el área de los
tubos de calor y termosifones debido al gran potencial de
uso de estos sistemas.
Principio de operación
La operación de un tubo de calor es fácilmente entendible usando la geometría cilíndrica, que es la más común, tal como se muestra en la figura 2. Los componentes
de un tubo de calor son un contenedor sellado de pared
tubular y cabezales en los extremos, una estructura porosa (mecha), y una pequeña cantidad de fluido de trabajo,
el cual se encuentra en equilibrio con su propio vapor.
Fig.2. Componentes y principio de operación
de un tubo de calor convencional
(Google<www.wahchang.com/.../11_02_files/image020.jpg>)
La longitud del tubo de calor es dividida en tres
partes: Una sección que trabaja como evaporador, una
sección de transporte adiabático, y una sección que trabaja como condensador.
Un tubo de calor puede tener múltiples fuentes o
sumideros de calor, con o sin secciones adiabáticas, dependiendo de su aplicación y diseño específicos. El calor
aplicado a la sección del evaporador por medio de una
fuente externa es conducido a través de la pared del contenedor y de la estructura porosa, donde éste vaporiza al
fluido de trabajo.
La presión de vapor resultante conduce el vapor
a través de la sección adiabática hacia el condensador,
donde el vapor se condensa liberando su calor latente de
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vaporización al sumidero de calor provisto. La presión capilar creada por el menisco en la mecha, bombea el fluido
condensado de vuelta a la sección del evaporador.
Por lo tanto, el tubo de calor puede transportar
continuamente el calor latente de vaporización desde la
sección del evaporador hacia la sección del condensador.
Este proceso se desarrolla continuamente mientras exista
suficiente presión capilar para conducir el condensado de
vuelta al evaporador.
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ma de transferencia de calor se incrementa con la cantidad de fluido de trabajo hasta un determinado valor.
Principales tipos de tubos de calor
Los tubos de calor han sido diseñados y construidos en tamaños tan pequeños como de sección transversal
de 0,6 mm x 0,6 mm y 25 mm de longitud (micro tubos de
calor), y tan grandes como de 100 m de longitud.
Todos los tubos de calor funcionan sobre la base
del mismo principio, tienen una estructura similar y el
fluido de trabajo es usualmente recirculado por fuerzas
capilares mediante una mecha. Sin embargo, para retornar el condensado desde el condensador al evaporador,
también pueden usarse fuerzas gravitacionales, centrífugas, electroestáticas y osmóticas. Esto significa que
existen muchas configuraciones de tubos de calor para
diferentes aplicaciones. Los contenedores de los tubos de
calor son generalmente cilindros circulares, por simplicidad de diseño y construcción. Sin embargo han sido estudiadas otras formas, tales como geometrías rectangulares
(tubos de calor de placa plana), cónicas (tubos de calor
rotacionales), y redondeadas (tubos de calor con borde
de ataque). A continuación se describen algunas configuraciones típicas de tubos de calor:
Termosifón cerrado de dos fases
Un termosifón cerrado es un tubo de calor sin mecha asistido por el campo gravitacional. La sección del
condensador está sobre el evaporador, de tal manera que
el condensado es retornado al evaporador por efecto del
campo gravitacional, tal como se muestra en la figura 3.
La operación de un termosifón es sensible al volumen de
carga del fluido de trabajo. Para termosifones sin mecha,
ha sido demostrado experimentalmente que la tasa máxi-
Fig. 3. Termosifón cerrado de dos fases (Faghri, 1995)
Tubo de calor con transporte capilar
Tubo de calor con transporte capilar
Un tubo de calor con transporte capilar consiste de
un contenedor sellado en el cual una mecha es colocada
sobre su pared interior, tal como se muestra en la figura
2. El propósito de la mecha es proporcionar el bombeo capilar para retornar el condensado a la sección del evaporador. Una cantidad suficiente de fluido de trabajo debe ser
colocada dentro del contenedor para saturar la mecha
con líquido. La operación de estos dispositivos es como
se describe a continuación: El calor que entra a la sección
del evaporador evapora el líquido que se encuentra en la
mecha, el vapor producido ocupa el espacio central y viaja
hacia la sección del condensador debido a la alta presión
de vapor en el evaporador, la extracción de calor desde el
condensador produce la condensación del vapor liberando
su calor latente de vaporización, el condensado es entonces bombeado de retorno a la sección del evaporador por
la fuerza capilar generada en la interfase líquido-vapor de
los poros de la mecha. Debido a la naturaleza bifásica del
tubo de calor, éste es ideal para transferir calor a grandes
distancias con una pequeña caída de temperatura.
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CONTRIBUCIONES CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS
Tubo de calor de placa plana
El tubo de calor de placa plana es de transporte
capilar, es de forma rectangular con una pequeña razón
de aspecto, como se muestra en la figura 4. Bloques adicionales de mechas entre el evaporador y condensador
ayudan al retorno del condensado, especialmente cuando
el condensador está debajo del evaporador en el campo
gravitacional. Si el condensador está sobre el evaporador
no es necesaria la mecha en la sección del evaporador,
puesto que el condensado desde la placa superior caerá
por efecto de la gravedad, de retorno al evaporador.
Una mecha es necesaria sobre la sección del evaporador, sin embargo, en orden a distribuir uniformemente
el líquido sobre la superficie completa, para así prevenir
el secado.
es ingresado a nivel del radio exterior y extraído a nivel
del radio interior, lo cual permite que el condensado sea
realimentado al evaporador por efecto centrífugo. En este
tipo de tubos de calor no se utilizan mechas.
Fig. 5. Tubo de calor rotacional en forma
de disco (Dunn and Reay, 1994)
Tubo de calor cargado con gas
Fig.4. Tubo de calor de placa plana (Faghri, 1995)
Tubo de calor rotacional
Los tubos de calor rotacionales pueden ser diseñados en dos configuraciones. Primero, el tubo de calor puede ser en forma de cilindro circular, con o sin estrechamiento axial, el cual rota, ya sea alrededor de su propio
eje de simetría o de un eje externo En segundo lugar, el
tubo de calor puede ser manufacturado en la forma de un
disco, donde dos discos paralelos son ensamblados para
formar el espacio de vapor, como se muestra en la figura
5. Los tubos de calor rotacionales cilíndricos operan en la
misma forma que los tubos de calor cilíndricos convencionales, excepto que los estrechamientos internos son comúnmente usados para ayudar el retorno del condensado
al evaporador por efecto centrífugo.
En los tubos de calor en forma de disco el calor
Los tubos de calor cargados con gas son dispositivos de conductancia variable y son análogos a los tubos
de calor con transporte capilar, o a los termosifones de
dos fases, excepto que un gas no condensable es introducido en el espacio ocupado por el vapor, tal como se
muestra en la figura 6.
Fig. 6. Tubo de calor de conductancia variable,
cargado con gas (Faghri, 1995)
CONTRIBUCIONES CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS
Durante la operación el gas es confinado por acción del vapor en el extremo de la sección del condensador. Debido a que la condensación del fluido de trabajo
no tiene lugar en la sección ocupada por el gas no condensable, esta sección queda bloqueada para transferir
calor al sumidero de extracción.
Si el calor suministrado en la sección del evaporador aumenta, la temperatura del vapor se incrementa,
lo cual provoca la compresión del gas inerte, lo que a su
vez aumenta la sección del condensador disponible para
transferir calor. Este comportamiento significa que un
tubo de calor cargado con gas inerte permite mantener
prácticamente constante la temperatura del evaporador
cualquiera sea el calor suministrado.
Aplicaciones de los tubos calor
Los tubos de calor han sido aplicados en muchas
formas desde su desarrollo en 1964. Dependiendo de su
aplicación específica los tubos de calor pueden operar en
un rango de temperaturas que va desde los 4 a los 3000
K. Sus aplicaciones pueden ser divididas en tres categorías principales: separación de la fuente y sumidero de
calor, igualación de temperatura y control de temperatura. Debido a su extremadamente alta conductancia térmica, los tubos de calor pueden transportar eficientemente calor desde una fuente concentrada a un sumidero
montado remotamente. Esta propiedad los habilita para
extraer calor, por ejemplo, desde un conjunto compacto
de elementos electrónicos sin que se requiera un espacio
para disponer un sumidero de calor. Otro beneficio de la
alta conductancia térmica es la habilidad de proveer un
método de igualación de temperaturas; por ejemplo, un
tubo de calor montado entre dos caras opuestas de un
satélite, permite que ambas caras mantengan una temperatura igual y constante, minimizando así los esfuerzos
térmicos. El control de temperaturas es el resultado de la
capacidad de los tubos de calor para transportar grandes
cantidades de calor muy rápidamente; esta característica
permite a una fuente de calor de flujo variable mantener
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una temperatura constante aunque el flujo de calor tome
valores extremos dentro del rango de operación del tubo
de calor.
Aplicaciones aeroespaciales
Los tubos de calor son dispositivos muy atractivos
en el área de refrigeración de naves espaciales y estabilización de temperaturas debido a su bajo peso, nula necesidad de mantenimiento y fiabilidad (Alario, 1984). La
distribución uniforme de temperaturas en la estructura es
un importante problema relacionado con experimentos de
astronomía orbital debido a posibles deformaciones por
calentamiento solar.
Durante la orbitación, un observatorio es fijado hacia un punto específico del espacio, tal como una estrella.
Esto significa que un lado de la capsula estará expuesta a
una intensa radiación solar, mientras que la opuesta estará expuesta a la oscuridad. Se usan tubos de calor para
transportar calor desde el lado irradiado por el sol hacia
el lado frío, con el objeto de igualar la temperatura de la
estructura, tal como se muestra el la figura 7. También
se usan tubos de calor para disipar el calor generado por
componentes electrónicos en satélites.
Fig. 7. Tubos de calor usados en el
satélite GEOS-B (Dunn and Reay, 1994)
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Aplicaciones en la refrigeración de
dispositivos eléctricos y electrónicos
La miniaturización de componentes electrónicos
está acompañada por la creciente demanda de sistemas
de disipación de calor, debido a la creciente densidad de
componentes. Por ejemplo, el computador digital ha evolucionado desde un sistema de uso masivo, que ocupaba
un gran espacio, como puede ser una habitación completa, a unidades personales que pueden ser instaladas en
pequeños compartimentos, como son los notebook, en los
cuales los problemas de sobrecalentamiento asociados a
la generación de calor y a la alta densidad de elementos,
como ocurre en los chips de circuitos integrados usados
en estos computadores, son bastante serios. Considerando que la fiabilidad de éstos, y otros componentes electrónicos, son altamente sensibles a la temperatura de
operación, se han introducido importantes innovaciones
tecnológicas para mejorar la disipación de calor; entre
otras, se encuentra el uso de tubos de calor (Vasiliev et
al., 1990), como se muestra en la figura 8.
Fig. 8. Tubos de calor aplicados en la
refrigeración de una placa madre.
(Google < www.images.tomshardware.com/.../ga-p35t-dq6_sink.jpg>)
Mientras la miniaturización no es un factor significativa en componentes eléctricos de gran escala, la aplicación de tubos de calor en esta área es importante debido al incremento en eficiencia cuando los componentes
operan a bajas temperaturas. Se han diseñados motores
eléctricos que incorporan tubos de calor en el rotor para
refrigerarlo durante su operación. Otro diseño reemplaza
el eje sólido del motor por un eje-tubo de calor rotativo
con un estrechamiento interno para refrigeración.
Estos diseños extraen calor desde el interior del
motor eléctrico, de tal manera que los cojinetes trabajan
a baja temperatura; por otro lado, considerando que la
resistencia de los conductores eléctricos decrece con la
temperatura, se necesita menor potencia para mantener
una carga específica, lo cual en conjunto incrementa su
eficiencia. Similarmente, se han diseñado transformadores eléctricos con sistemas de refrigeración, que incorporan tubos de calor para mejorar la extracción del calor generado por las pérdidas eléctricas y así reducir su
temperatura de operación, con lo cual se incrementan la
carga que puede soportar y su eficiencia.
Aplicaciones en herramientas
de producción
Una importante aplicación de tubos de calor existe
en el campo de moldes de fundición y moldes de inyección (Reay, 1977). El uso más común de tubos de calor en
este campo es la extracción de calor durante el proceso
de solidificación. Sin embargo, también son usados para
minimizar el impacto térmico en matrices. En el proceso
de fundición un material fundido en introducido en una
cavidad cerrada del molde, este material es enfriado hasta
que se solidifica, la pieza obtenida es removida y el proceso se repite. Una importante consideración es el tiempo
requerido para que el material se enfríe hasta solidificarse, por lo cual la mayoría de los moldes son enfriados por
agua.
Muchas veces es difícil enfriar las partes menos
accesibles del molde, así los tubos de calor son apropiados para enfriar dichas secciones. Los tubos de calor también pueden ser usados, aprovechando su reversibilidad
natural, para precalentar el molde, y así asegurar el flujo
continuo de material fundido hacia todas las cavidades
del mismo.
CONTRIBUCIONES CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS
Aplicaciones en medicina y
control de temperatura corporal
En el campo de la medicina los tubos de calor han
sido usados en fisiología humana. Una sonda quirúrgica,
a la cual se le incorpora un tubo de calor criogénico ha
sido usada para destruir tumores en el cuerpo humano
(Basiulis, 1976). Este tipo de cirugía, donde el tejido es
congelado en vez de ser irradiado, es beneficioso porque
el tejido adyacente se mantiene prácticamente sin daño.
Por otro lado la cirugía provoca muy poco sangramiento
y dolor.
Otra aplicación de tubos de calor relacionada con
humanos es el control de temperatura corporal (Faghri,
1993). En situaciones donde el hombre está expuesto
a temperaturas extremas, tal como es el caso de los trabajadores en las regiones polares, o de los trabajadores
de fundiciones y bomberos, se producen efectos adversos
para la salud.
El congelamiento de las extremidades en regiones
frías y la deshidratación en ambientes a alta temperatura
son problemas muy serios, que deben ser manejados con
extremo cuidado.
El problema de congelamiento puede ser evitado
mediante el uso de guantes, como los que se muestran
en la figura 9, soquetes y trajes en los cuales se instalan
tubos de calor con el objeto de transferir calor hacia, o
desde, partes del cuerpo. En climas fríos los tubos de calor
pueden transportar calor desde el torso hacia las partes
más sensibles de las extremidades, tales como dedos de
manos y pies, para prevenir el congelamiento.
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Aplicaciones en colectores solares
Dados los crecientes costos de la energía, existe a
nivel mundial gran interés en utilizar cada vez más fuentes de energías renovables, y alternativas a las convencionales. Dentro de éstas la energía solar, caracterizada por
la radiación solar, ocupa un lugar destacado. La energía
solar térmica, es decir la que se convierte en calor, tiene
múltiples aplicaciones, tanto a nivel residencial como industrial. Para capturar esta energía se utilizan diferentes
tipos de colectores solares, los cuales se clasifican en colectores planos y colectores concentradores.
En cada uno de estos tipos se pueden utilizar, con
ventaja, tubos de calor como dispositivo de transporte de
la energía capturada (calor) hacia el medio receptor (un
líquido o gas) de dicha energía.
En la figura 10 se muestra un colector plano de
avanzada tecnología, el cual está configurado por una serie de tubos transparentes de doble pared y con un alto
vacío en el espacio anular. En el interior de cada tubo
transparente se aloja la sección del evaporador de un tubo
de calor, cuyo condensador se inserta dentro de una tubería matriz por la que circula un líquido que recibe el calor
transportado por el tubo de calor.
Fig.10. Colector solar con tubos de calor como dispositivos de transporte de energía térmica.
(Google <www.aguacalientegratis.eu/assets
/evacuatedSolarHotWatersection.jpg>)
Fig. 9. Guantes diseñados con tubos de calor para evitar
el congelamiento de los dedos (Faghri,1995)
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CONTRIBUCIONES CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS
Comentario final
Bibliografía
Los tubos de calor son un ejemplo claro de lo que
muchas veces ocurre en el proceso de creación de nuevos conocimientos, esto es, en el momento que éstos son
desarrollados no se visualizan en forma inmediata aplicaciones específicas, sin embargo, con el correr del tiempo
se descubren sus potencialidades. Así es que, desde que
se generó el concepto de tubo de calor (heat pipe), hasta
que se desarrollaron sus primeras aplicaciones, las cuales
básicamente estuvieron orientadas al área aeroespacial,
transcurrieron algo más de dos décadas. Después, lentamente en un comienzo, se empezó a visualizar aplicaciones a nivel terrestre, y en las últimas décadas su desarrollo
ha ido incrementándose paulatinamente. Tal es así, que
en la actualidad, dados los amplios campos de aplicación
que se han descubierto, prácticamente todos los países
desarrollados están involucrados en la investigación, desarrollo y comercialización de tubos de calor.
En el presente trabajo se ha realizado sólo una síntesis de los principales aspectos relacionados con el tema
de los tubos de calor, puesto que éste es muy amplio;
especialmente en lo que respecta a los distintos tipos de
tubos de calor que se han desarrollado, y a sus múltiples
campos de aplicación.
Finalmente, se puede concluir que dadas la versatilidad, flexibilidad, amplio rango de temperaturas de
operación y diseño relativamente simple de los tubos de
calor, éstos seguirán siendo dispositivos atractivos para el
transporte de calor en los más diversos campos, especialmente en el campo de la electrónica, donde los avances
tecnológicos implican cada vez más el desarrollo de elementos de alta concentración de energía térmica que es
necesario disipar y donde los métodos convencionales no
son aplicables.
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