La Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) y la Universidad Miguel Hernández (UMH) han desarrollado un sistema térmico que ha logrado triplicar e incluso cuadruplicar la transferencia de calor en procesos industriales con flujos viscosos, lo que permite reducir entre un 40% y un 70% el tamaño de los equipos.
Este avance combina superficies de transferencia de calor texturizadas con la agitación controlada del flujo mediante un dispositivo oscilador instalado en los tubos de los intercambiadores. Así se genera un flujo oscilatorio que mejora de forma notable el intercambio térmico respecto a los equipos convencionales.
Según los primeros resultados obtenidos, la introducción de este flujo oscilatorio ha multiplicado por tres e incluso por cuatro la transferencia de calor. Esta intensificación se logra manteniendo una mezcla eficiente del producto y respetando los exigentes requisitos de seguridad e higiene que rigen en sectores como el alimentario o el biotecnológico.
Ventajas para la industria y la sostenibilidad
La tecnología diseñada no solo incrementa la eficiencia térmica. También ha aportado ventajas adicionales que tienen un impacto directo en la operación diaria de las plantas industriales. Entre ellas destaca la mejora de la sostenibilidad global del proceso, al necesitar equipos más compactos y potencialmente menor consumo energético para lograr el mismo efecto térmico.
Además, el sistema ha demostrado atenuar el ensuciamiento de los tubos corrugados, un problema habitual en instalaciones que trabajan con fluidos viscosos. Esta reducción del ensuciamiento puede alargar los intervalos entre operaciones de limpieza y mantenimiento, lo que se traduce en menos paradas de producción y un mejor aprovechamiento de los recursos.
Otra mejora señalada por los responsables del proyecto es el aumento de la homogeneidad de los flujos viscosos a lo largo del conducto. Una mayor uniformidad del producto facilita el control del proceso, mejora la calidad final y reduce la aparición de zonas muertas o sobrecalentamientos locales.
En fase de pruebas con plantas piloto
Actualmente, el sistema se encuentra en fase de validación experimental mediante prototipos instalados en tres plantas piloto. Cada una de estas instalaciones se ha destinado a un objetivo específico: el ensayo térmico, la generación controlada de ensuciamiento y la visualización detallada del flujo en el interior de los conductos.
Estos ensayos permiten ajustar los parámetros de operación, evaluar el comportamiento del dispositivo en distintas condiciones de proceso y confirmar los resultados de transferencia de calor observados en laboratorio. A partir de estas pruebas se podrá determinar la mejor forma de escalar la tecnología a equipos industriales de mayor tamaño.
El proyecto se ha presentado con el título ‘Corrugación de superficie y flujo oscilatorio como técnica compuesta para la intensificación de procesos en flujos viscosos en conductos’ y cuenta con financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.
La dirección técnica de la iniciativa recae en el profesor de la UPCT Juan Pedro Solano. El trabajo se articula en dos subproyectos coordinados, uno de ellos gestionado por la institución ilicitana, lo que refuerza la colaboración entre ambos centros universitarios.
Dentro de este marco de investigación, uno de los trabajos desarrollados ha recibido un reconocimiento internacional. Se trata del premio al ‘Mejor trabajo en mejora de la transferencia de calor y masa’ otorgado durante la XIX UK Heat Transfer Conference, celebrada en Newcastle.
El galardón se concedió tras la presentación realizada por la investigadora del Instituto de Investigación e Ingeniería de Elche Beatriz Ivars, que ha expuesto los avances de este sistema de superficie corrugada y flujo oscilatorio ante la comunidad científica especializada en transferencia de calor.
