{"id":113,"date":"2018-03-07T01:28:34","date_gmt":"2018-03-07T00:28:34","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.laverdad.es\/atanor\/?p=113"},"modified":"2018-03-07T01:28:34","modified_gmt":"2018-03-07T00:28:34","slug":"solucion-al-172017-empujando-electrones","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.laverdad.es\/atanor\/2018\/03\/07\/solucion-al-172017-empujando-electrones\/","title":{"rendered":"SOLUCI\u00d3N AL 1\/7\/2017 EMPUJANDO ELECTRONES"},"content":{"rendered":"

\"empujando-electrones-respuestas\"<\/a><\/p>\n

EMPUJANDO ELECTRONES<\/strong><\/p>\n

Hay muchos fen\u00f3menos f\u00edsicos que, pese a que son bien conocidos, no por ello son bien comprendidos. Es el caso de la termoelectricidad. El denominado efecto Seebeck dio nombre a un fen\u00f3meno descubierto en 1821, que acontece cuando unimos dos materiales de distinta naturaleza en dos puntos y entre las dos uniones se establece una diferencia de temperatura al pasar la corriente. Realmente, la interacci\u00f3n entre fen\u00f3menos el\u00e9ctricos y t\u00e9rmicos se conoce desde que Joule, en el siglo XIX, observ\u00f3 que cuando tiene lugar un movimiento de electrones la materia ofrece resistencia y como consecuencia de la cesi\u00f3n de energ\u00eda cin\u00e9tica de los electrones al entorno, debido a choques sucesivos de \u00e9stos con el material, se disipa energ\u00eda en forma de calor. Seebeck construy\u00f3 el denominado termopar, concluyendo que la diferencia de potencial que se lograba era funci\u00f3n de la naturaleza del material y de la diferencia de temperaturas que se establec\u00eda.<\/p>\n

Sobre el efecto Seebeck fue descubierto en 1834 el efecto Peltier, invirtiendo los t\u00e9rminos del efecto Seebeck y estableciendo que si se hace pasar una corriente continua a trav\u00e9s de un circuito formado por dos conductores de distinta naturaleza, acontece que una de las uniones absorbe calor, mientras que la otra lo cede. La energ\u00eda cedida es la suma de la energ\u00eda el\u00e9ctrica suministrada m\u00e1s el calor absorbido por la uni\u00f3n que se enfr\u00eda. Esta es, justamente, la definici\u00f3n de una m\u00e1quina frigor\u00edfica. Cerramos los descubrimientos citando el trabajo realizado por Thomson, dando nombre al efecto, seg\u00fan el cual se absorbe o libera calor por un conductor el\u00e9ctrico, cuando se establece un gradiente de temperaturas por el que circula la corriente el\u00e9ctrica.<\/p>\n

Lord Rayleigh, premio Nobel en 1904 y vivi\u00f3 entre 1842 y 1919 ya propuso utilizar los dispositivos termoel\u00e9ctricos para generar corriente el\u00e9ctrica. Los rendimientos que se obten\u00edan no permitieron su desarrollo. Solamente en entornos militares o en el \u00e1mbito m\u00e9dico en los que la eficiencia no es primordial, sino otros requerimientos, se ha aplicado la refrigeraci\u00f3n termoel\u00e9ctrica. Los ordenadores actuales, especialmente los port\u00e1tiles la incorporan por exigencia menor. En otros \u00e1mbitos prevalece la tecnolog\u00eda de compresi\u00f3n, en gran medida debido a que la incorporaci\u00f3n de los semiconductores ha sido m\u00e1s lenta de lo previsto y a problemas con la disipaci\u00f3n del calor generado de forma eficiente, lo que exige la g\u00e9nesis de nuevos materiales y un dise\u00f1o t\u00e9rmico muy ligado al dispositivo.<\/p>\n

Hoy hay una alternativa eficiente. Se trata de mejorar los rendimientos de los motores y de cualquier dispositivo que disipe calor. Desde el punto de vista termoel\u00e9ctrico, se trata de hacer cabalgar el calor residual acoplando el flujo de calor a la corriente el\u00e9ctrica. Pero para lograrlo, hay que comprender bien el fen\u00f3meno descubriendo aspectos fundamentales del mismo. Sigue siendo de actualidad en el \u00e1rea de la termoelectricidad la pregunta m\u00e1s b\u00e1sica y fundamental que subyace al proceso f\u00edsico. Es relevante que en un reciente estudio publicado por Arpelet y colaboradores se cuestiona la naturaleza de las fuerzas que ponen a trabajar los electrones cuando se aplica una diferencia de temperatura en el itinerario que recorren \u00e9stos a trav\u00e9s de un material termoel\u00e9ctrico. Estos autores concluyen que la fuerza que pone a los electrones a trabajar para poder sacar rendimiento al calor residual, est\u00e1 ligado a la habilidad de los electrones para difundirse a trav\u00e9s del material. Esto desvela un camino para el desarrollo de potenciales aplicaciones, por cuanto la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica a partir de calor residual requiere dispositivos termoel\u00e9ctricos dise\u00f1ados para estimular la energ\u00eda en un rango de magnitud que permita alcanzar la escala del kilovatio, mientras que en los materiales convencionales de hoy solamente se alcanza una escala de microvatios.
\nEsto permitir\u00eda la utilizaci\u00f3n de la energ\u00eda que, por ejemplo, disipan los autom\u00f3viles con motor de explosi\u00f3n, ciclo Otto o ignici\u00f3n mediante chispa, que llega a ser de un 30%, por lo que el 70% restante de la energ\u00eda que suministra el combustible, se disipa de forma indeseable. Si se trata de un motor diesel, el rendimiento mejora algo, alcanzando en torno a un 40% pero, no obstante, desperdicia un 60%. Si se tratara de generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica habr\u00eda que afectar esos porcentajes por un 0.90%, m\u00e1s o menos, por el rendimiento del alternador, con lo que todav\u00eda la reducci\u00f3n es mayor. \u00a1Vale la pena la investigaci\u00f3n! Tanto m\u00e1s, cuanto trata aspectos b\u00e1sicos que son los que conducen a resultados de alcance.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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