Ciencia.-Catalizadores a prueba del calor increíble del vuelo hipersónico

MADRID, 9 (EUROPA PRESS)

Catalizadores impresos en 3D ultraeficientes podrían ayudar a resolver el desafío del sobrecalentamiento en aviones hipersónicos y ofrecer una solución para la gestión térmica en otras industrias.

Desarrollados por investigadores de RMIT, estos nuevos catalizadores altamente versátiles son rentables de fabricar y sencillos de escalar.

Las demostraciones de laboratorio del equipo muestran que los catalizadores impresos en 3D podrían potencialmente usarse para impulsar el vuelo hipersónico mientras simultáneamente enfría el sistema. La investigación se publica en la revista Chemical Communications de la Royal Society of Chemistry.

El investigador principal, el doctor Selvakannan Periasamy, dijo que su trabajo abordó uno de los mayores desafíos en el desarrollo de aviones hipersónicos: controlar el increíble calor que se acumula cuando los aviones vuelan a más de cinco veces la velocidad del sonido.

"Nuestras pruebas de laboratorio muestran que los catalizadores impresos en 3D que hemos desarrollado son muy prometedores para impulsar el futuro del vuelo hipersónico", dijo Periasamy en un comunicado. "Potentes y eficientes, ofrecen una emocionante solución potencial para la gestión térmica en la aviación y más allá.

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Sólo unos pocos aviones experimentales han alcanzado la velocidad hipersónica (definida por encima de Mach 5, más de 6.100 km por hora o 1,7 km por segundo).

En teoría, un avión hipersónico podría viajar de Londres a Sydney en cuatro horas, pero aún quedan muchos desafíos en el desarrollo del transporte aéreo hipersónico, como los niveles extremos de calor.

La investigadora Roxanne Hubesch dijo que usar combustible como refrigerante era uno de los enfoques experimentales más prometedores para el problema del sobrecalentamiento.

"Los combustibles que pueden absorber calor mientras se alimenta un avión son un enfoque clave para los científicos, pero esta idea se basa en reacciones químicas que consumen calor y que necesitan catalizadores altamente eficientes", dijo Hubesch.

"Además, los intercambiadores de calor donde el combustible entra en contacto con los catalizadores deben ser lo más pequeños posible, debido a las estrechas limitaciones de volumen y peso de los aviones hipersónicos".

Para fabricar los nuevos catalizadores, el equipo imprimió en 3D pequeños intercambiadores de calor hechos de aleaciones metálicas y los recubrió con minerales sintéticos conocidos como zeolitas.

Los investigadores replicaron a escala de laboratorio las temperaturas y presiones extremas experimentadas por el combustible a velocidades hipersónicas, para probar la funcionalidad de su diseño.

Cuando las estructuras impresas en 3D se calientan, parte del metal se mueve hacia la estructura de la zeolita, un proceso crucial para la eficiencia sin precedentes de los nuevos catalizadores.

"Nuestros catalizadores impresos en 3D son como reactores químicos en miniatura y lo que los hace tan increíblemente efectivos es esa mezcla de metales y minerales sintéticos", dijo Hubesch.