¿Qué es el enfriamiento activo?
Los sistemas de refrigeración son una parte vital de muchos aspectos de la sociedad moderna, incluidos los automóviles, las computadoras y los edificios. Los sistemas de enfriamiento generalmente se dividen en dos tipos: activos y pasivos. El enfriamiento activo es un tipo de transferencia de calor que utiliza dispositivos alimentados como ventiladores o bombas. El enfriamiento pasivo transfiere calor sin usar energía adicional.
Las soluciones de enfriamiento activo son comunes en la sociedad contemporánea. Estos sistemas funcionan mediante el uso de energía para afectar algún tipo de transferencia de calor, generalmente por conducción o convección. La conducción ocurre cuando la energía térmica se iguala entre átomos de diferentes niveles de energía. Hacer hervir el agua sobre un ojo eléctrico es un ejemplo común de conducción. La convección tiene lugar cuando la materia más cálida es expulsada de una fuente de calor, como cuando el aire caliente se eleva por encima de un calentador.
Un uso cotidiano de la refrigeración activa es el sistema que mantiene funcionando el motor de un automóvil. La combustión interna genera una gran cantidad de calor y, sin enfriamiento, el motor de un automóvil se detendría rápidamente. Para mantener el motor frío, se bombea agua mezclada con refrigerante a través del compartimiento del motor, donde absorbe el calor por conducción. El agua sobrecalentada se bombea luego al radiador para que se enfríe mediante flujo de aire. Esta es una solución de enfriamiento activa debido a la energía utilizada por la bomba de agua.
Otro ejemplo de enfriamiento activo es el sistema de aire acondicionado (AC) en una casa u oficina. Si bien estos sistemas pueden usar diferentes diseños básicos, la mayoría de los sistemas de enfriamiento de CA funcionan enfriando el aire y usando ventiladores para forzarlo a atravesar el edificio. Este proceso de convección forzada es uno de los métodos de enfriamiento activo más comúnmente utilizados.
Muchos sistemas de enfriamiento activos funcionan en conjunto con elementos de enfriamiento pasivos para funcionar de manera más efectiva. Por ejemplo, un disipador de calor pasivo se utiliza para transferir calor lejos de un procesador de computadora. A medida que el calor se irradia a través del disipador de calor, un ventilador sopla aire alrededor del fregadero para mantenerlo más fresco. Los ventiladores adicionales generalmente hacen circular el aire a través de la caja de la computadora para que el aire calentado sea empujado fuera del sistema. Este tipo de enfriamiento se usa en muchos dispositivos electrónicos de consumo y es una de las razones por las que estos dispositivos suelen ser tan ruidosos.
La nueva tecnología pone énfasis en las soluciones de enfriamiento pasivo, porque estos sistemas generalmente usan menos energía. Muchos edificios nuevos tienen características de diseño que permiten que la transferencia de calor ocurra naturalmente en lugar de usar ventiladores o aire acondicionado. Un buen ejemplo de esto son los respiraderos de cresta frente a los ventiladores del ático en una casa. Las ventilas de la cresta permiten que el calor escape del espacio del ático sin usar energía adicional para alimentar una aspa del ventilador. Los sistemas pasivos a menudo pueden ahorrar tanto dinero como energía en comparación con los sistemas de refrigeración activos.