Las tormentas de nieve a menudo dejan recordatorios de su presencia durante días, a veces semanas, después de que regrese el clima más cálido y soleado. Los bancos de nieve, a menudo creados por quitanieves al despejar las carreteras principales, pueden quedarse en los estacionamientos, en las aceras y encaminos de entrada incluso cuando las temperaturas se elevan muy por encima de cero.
La superficie altamente reflectante de la nieve fresca es el culpable de este fenómeno, minimizando drásticamente cualquier posible efecto de fusión por el calor del sol. Las ciudades en las regiones frías suelen recurrir a métodos activos para eliminar los bancos de nieve, como transportar la nieve a sitios de eliminación o usar gas.calentadores eléctricos. Estos esfuerzos pueden acumular una factura anual en algún lugar en el rango de $ 25 millones a $ 125 millones por ciudad, lo que hace que la remoción de nieve sea un problema permanente.
Un equipo de investigación de estudiantes de Virginia Tech ha descubierto la solución, tanto para los municipios que buscan ahorrar millones como para el propietario con la esperanza de evitar el uso de la pala de nieve: el Melt Mat.
El producto de un equipo de diseño senior en el Departamento de Ingeniería Biomédica y Mecánica dentro de la Facultad de Ingeniería, Melt Mat es una manta térmicamente absorbente hecha de una delgada lámina de aluminio que ha sido recubierta con un negro ultraplanopintura. Cuando se cubre con nieve, Melt Mat aumenta el tiempo de fusión en tres veces, todo sin ningún esfuerzo ni aporte de energía.
Los resultados de la investigación de diseño, fabricación y pruebas de Melt Mat de los estudiantes se han publicado recientemente en la revista Langmuir . A los estudiantes también se les ha otorgado una patente provisional para Melt Mat a través de Virginia Tech Intellectual Properties.
"La idea de una manta de absorción térmica es novedosa, pero también muy práctica", dijo Jonathan Boreyko, profesor asistente de ingeniería y mecánica biomédica y asesor académico del equipo. "Por el bien de la novedad, el equipo realmente necesitaba ir por unpublicación en una revista. Por razones prácticas, buscamos una patente "
"Terminaron recibiendo ambos", dijo Boreyko. "Estaba muy orgulloso de ellos".
Un sello distintivo del programa universitario de ingeniería y mecánica de ingeniería, los equipos de diseño senior se forman en la primavera del tercer año de los estudiantes. Durante este tiempo, los miembros del profesorado del programa visitan las clases junior en un horario rotativo para presentar sus ideas para proyectos senior. Después de seleccionaruna idea, los miembros del equipo se sumergen en el proyecto de diseño hasta la graduación, a veces más tiempo, con el objetivo de realizar investigaciones y diseñar productos junto con sus asesores docentes.
"En general, la nieve refleja aproximadamente las tres cuartas partes de la radiación del sol en el aire, por lo que en realidad es muy difícil para el sol derretir un banco de nieve", dijo Boreyko. "Incluso si las temperaturas están por encima de cero y el sol está afuera,la superficie de la nieve solo rebota la mayor parte del calor. Ese es el problema fundamental que estamos tratando de abordar aquí "
En la primavera de 2016, Boreyko lanzó la idea de una manta de absorción térmica, algo que no solo absorbería el calor del sol, sino que también podría conducir ese calor a través de la superficie de la manta para acelerar los tiempos de fusión de la nieve. Después de seleccionar la idea de Boreyko como el foco deLuego de su proyecto, el equipo comenzó el proceso de diseño, construcción y experimentación con varios modelos a escala, uno de los cuales surgiría como Melt Mat más de un año después.
El diseño simple y pasivo de Melt Mat significa que sería menos costoso de hacer e ideal para uso repetido. Su construcción duradera también evita que Melt Mat se degrade con el tiempo, un problema observado con otros métodos pasivos de remoción de nieve, como la propagacióngrandes cantidades de partículas de hollín sobre los bancos de nieve para un efecto similar. Debido a que Melt Mat no se basa en anticongelantes u otros productos químicos que podrían escapar al agua subterránea, su uso no tiene efectos adversos en el medio ambiente.
Con una amplia gama de aplicaciones, que incluyen entradas residenciales y aceras, estacionamientos y campos deportivos, varios miembros del equipo de diseño exploraron la posibilidad de comenzar una empresa para fabricar, comercializar y vender Melt Mat. Pero ahora, concon su patente provisional en mano, el equipo espera encontrar una compañía establecida que pueda estar interesada en trabajar para obtener una patente completa, lo que podría permitir acuerdos de licencia para usar la tecnología de Melt Mat.
"Cuando nuestra clase de diseño senior concluyó, sentimos que realmente estábamos en algo", dijo Sarah Wray, miembro del equipo de diseño senior y uno de los coautores del estudio. "Decidimos esforzarnos más".
Con suerte, Melt Mat podría estar llegando a una tienda cerca de usted.
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Materiales proporcionado por Virginia Tech . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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