Tendencias21
Un gel con la textura de la mermelada alimentará los cohetes del futuro

Un gel con la textura de la mermelada alimentará los cohetes del futuro

Un gel con la textura de la mermelada está siendo desarrollado por ingenieros y científicos alimentarios de la Universidad de Purdue. Según sus creadores, este gel puede servir como combustible con fines militares o en misiones espaciales. A diferencia de los propergoles sólidos y líquidos usados actualmente, este gel es más seguro y permite un mejor control de los motores. Las primeras pruebas se harán con un gel basado en agua. Los estudios se centran ahora en crear gotas uniformes del gel para conseguir combustiones uniformes y más suaves. Para ello, los científicos alimentarios están ayudando a los ingenieros, ya que están acostumbrados a hacer ese trabajo para ciertos alimentos. Por Raúl Morales.

Un gel con la textura de la mermelada alimentará los cohetes del futuro

Ingenieros y científicos alimentarios se han unido para desarrollar un nuevo tipo de combustible en forma de gel con la misma consistencia que la mermelada. Sus creadores lo han diseñado para mejorar la seguridad, el comportamiento y las posibilidades en aplicaciones militares y aeroespaciales.

Los geles son inherentemente más seguros que los líquidos porque no gotean. De esta manera, los militares pueden controlar mejor los cohetes que con los combustibles sólidos que usan en la actualidad. “Los motores que funcionan con gel son susceptibles de ser controlados con más precisión que los convencionales que usan propergol (sustancia energética para impulsar el motor de un cohete) sólido”, comenta Stephen Heister, profesor de aeronáutica y astronáutica de la Universidad de Purdue, en un comunicado.

“Se puede encender y apagar el motor, poner en punto muerto, acelerar o desacelerar”, asegura. “Se tiene mucho más control, lo que significa más posibilidades para los misiles. El propergol de gel tiende a tener un poco más de energía que los propergoles sólidos”.

Según Heister, este nuevo tipo de combustibles puede usarse para posicionar satélites de la NASA en misiones espaciales.

El equipo multidisciplinar incluye ingenieros mecánicos, aeronáuticos, astronáuticos, científicos alimentarios o biólogos de la propia Purdue, así como investigadores de las universidades de Iowa y Massachusetts.

El profesor de ingeniería mecánica Paul Sojka está construyendo un experimento para tomar vídeos de alta velocidad del comportamiento de este gel: chorros en forma de gel durante el proceso de inyección del combustible. Estos vídeos son grabados a una velocidad de 10.000 fotogramas por segundo, unas 300 veces más rápido que una película normal.

Entre el sólido y el líquido

“Estos chorros se mueven, hay pulsaciones y esas pulsaciones, creemos, permiten la formación de patrones específicos de aplicación y la formación de gotas”, dice Sojka. “Las propiedades viscosas del gel cambian dependiendo de lo rápido que fluya, lo cual no es muy común en líquidos como el agua o la gasolina, por ejemplo”.

Los geles son más complejos que los sólidos o los fluidos. Los fluidos se caracterizan por su viscosidad y los sólidos por su elasticidad. Dado que los geles comparten propiedades de ambos, son viscoelásticas.

Los cohetes del futuro podrían requerir que los propergoles con gel fueran aplicados por los inyectores en la cámara de combustión del motor a una media de miles de gramos por segundos. Para llegar a usar el gel, en cualquier caso, será necesario conocer cómo éste se rompe en gotas mientras es aplicado en la cámara de combustión.

Estos combustibles son hipergólicos, lo cual quiere decir que no necesitan ignición, sino que se encienden cuando se mezclan con un oxidante. Los tanques de combustible y del oxidante están separados y, cuando los chorros de ambos se mezclan, se forman gotas que prenden.

Las colisiones del combustible y del oxidante causan “ondas de impacto”. “Estamos intentando comprender el origen de estas ondas para ser capaces de controlarlas o capitalizarlas para hacer combustiones más suaves”, comenta Heister.

Gotas iguales

Uno de los retos ahora es crear gotas uniformes y relativamente pequeñas para el propergol. Los científicos alimentarios están muy acostumbrados con los procesos usados para crear gotas en algunos alimentos.

“La textura de esos alimentos está asociada con el porcentaje y el tipo de gotas”, comenta Osvaldo Campanella, ingeniero agrícola que también participa en esta investigación. “En una cámara de combustión también queremos controlar el tamaño de las gotas, pero por una razón bien diferente: queremos una combustión uniforme, para cual necesitamos controlar el tamaño de las gotas”.

Los investigadores trabajarán en primer lugar con geles basados en el agua. Eventualmente experimentarán usando propergoles actuales.

“Es muy parecido a una mermelada de naranja pero sin piel”, dice Heister. “Vamos a hacer este gel y vamos a presionarlo a través de unos orificios para estudiar cómo fluye y lo grandes que son las gotas. No descartamos hacer estudios con geles reales, que pueden ser bastante peligrosos y reactivos, por lo que los usaremos en cantidades pequeñas”.

Las propiedades vicoelásticas de estos geles no serán sólo medidas experimentalmente, sino que se harán modelos moleculares que permitirán a los investigadores predecir sus comportamientos y optimizar sus formulaciones.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • El derretimiento de los polos modifica la velocidad a la cual gira la Tierra 28 marzo, 2024
    Un nuevo estudio ha descubierto que la redistribución de la masa procedente del derretimiento del hielo polar está cambiando la velocidad a la que gira nuestro planeta. No se trata de algo anecdótico, ya que modifica la duración del año en la Tierra: los cambios han derivado en que el segundo intercalar previsto para restar […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren el primer hogar del Homo Sapiens fuera de África 28 marzo, 2024
    El primer hogar que acogió al Homo Sapiens cuando emigró de África fue la así llamada Meseta Persa, donde vivió unos 20.000 años e interactuó con los neandertales hasta que oleadas de estas poblaciones se dispersaron y se asentaron por toda Eurasia.
    Redacción T21
  • Los astrónomos observan un misterioso glóbulo cometario vagando por el cosmos 27 marzo, 2024
    Utilizando el Telescopio de rastreo VLT (VST) los científicos han producido una imagen impactante de GN 16.43.7.01, un glóbulo cometario situado a 5.000 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Escorpio. Se trata de pequeñas y débiles nubes interestelares de gas y polvo cósmico, con una forma similar a la de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Sería inminente el hallazgo de vida extraterrestre en Europa, una de las lunas de Júpiter 27 marzo, 2024
    Basado en experimentos recientes, un grupo de científicos determinó en un nuevo estudio que un instrumento en particular a bordo de la futura misión Europa Clipper de la NASA, denominado SUrface Dust Analyzer, era tan sensible que probablemente podría detectar signos de vida extraterrestre en granos individuales de hielo expulsados por Europa, la luna helada […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿La criopreservación es el paso necesario para la resurrección moderna? 27 marzo, 2024
    En España hay cinco casos de personas sometidas a criopreservación después de fallecer, a la espera de que la tecnología permita, tal vez, volverlos a la vida en los años 50 de este siglo.
    José Luis Cordeiro (*)
  • Crean un cerebro fantasma en forma de cubo impreso en 3D 27 marzo, 2024
    Investigadores austriacos han desarrollado un modelo de cerebro impreso en 3D basado en la estructura de las fibras cerebrales visibles mediante imágenes de resonancia magnética. Permite estudiar la compleja red neuronal con una precisión sin precedentes.
    Redacción T21
  • El océano se está desgarrando 26 marzo, 2024
    2.000 terremotos en un día en Canadá insinúan el nacimiento de una nueva corteza oceánica frente a la costa de la isla de Vancouver: está a punto de nacer a través de una ruptura magmática en las profundidades del mar.
    Pablo Javier Piacente
  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)
  • El cerebro nos invita a soñar despiertos y luego nos rescata del ensueño 26 marzo, 2024
    El cerebro dispone de un doble mecanismo que, por un lado, nos inspira la creatividad provocando que soñemos despiertos, y por otro, nos devuelve a la realidad para sacarnos de la divagación inútil.
    Redacción T21