La ESA ha aprobado el experimento MarPCM (Marangoni Phase Change Materials), propuesto por E-USOC, de Madrid; la Universidad de Mondragón y la Universidad Rovira i Virgili, para su ejecución a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). Este será el primer experimento científico desarrollado íntegramente en España para ser ejecutado en la ISS.
El proyecto «Mejora de la transferencia de calor en dispositivos PCM: Convección Marangoni y otras estrategias», aprobado recientemente por el Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación, financiará el diseño y fabricación del modelo de ingeniería del instrumento. Está previsto que el modelo de ingeniería pueda ser entregado a la ESA en 2024 para comenzar los preparativos para las operaciones. Una vez terminado el modelo de ingeniería, se empezará la fabricación del modelo de vuelo. Las operaciones se realizarán en el laboratorio Microgravity Science Glovebox (MSG) de la Nasa, y las preparará y ejecutará el E-USOC.
El E-USOC (Centro de Operaciones y Soporte a Usuarios español de la ESA) es el único Centro de Control para Operación de Experimentos en el Espacio de España y su función es dar asistencia a los usuarios de cualquiera de los laboratorios de la ISS. Está ubicado en el Campus de Montegancedo de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
La idea científica surge de la necesidad de ofrecer nuevas y mejores soluciones a los problemas de almacenamiento de energía y control de la temperatura en el espacio. Dado que los materiales de cambio de fase (PCM) orgánicos comunes suelen estar limitados por su baja conductividad térmica, este proyecto investigará estrategias de baja masa y bajo coste para mejorar el transporte de calor aprovechando la convección de Marangoni (termocapilar), que es el único mecanismo natural disponible (pasivo) capaz de generar una convección significativa en entornos de microgravedad. El mecanismo de convección de Marangoni se complementará con mezclas de PCM y micro/nanopartículas o cápsulas adecuadamente diseñadas.
Aunque se espera que los resultados sean de especial interés para la industria aeroespacial, donde las variaciones de temperatura no deseadas son un problema grave, y las soluciones pasivas de baja masa tienen claras ventajas, sin duda también serán útiles para una serie de aplicaciones de PCM en tierra. Los experimentos espaciales como MarPCM suelen tener un impacto significativo, tanto por impulsar el progreso tecnológico necesario para su realización, como por proporcionar datos científicos y conocimientos físicos que no pueden adquirirse en Tierra.
La gestión de la energía es un problema acuciante tanto en la Tierra como en el espacio, y se espera que los dispositivos PCM contribuyan al esfuerzo por mejorar la eficiencia y reducir el calor residual en una amplia gama de aplicaciones, desde el almacenamiento de alimentos hasta el acondicionamiento térmico de espacios habitados o de los paneles solares. Los resultados de este proyecto tendrán implicaciones para los diseños de PCM, no sólo en el espacio, sino también en gravedad normal, ya que el efecto Marangoni, y las micro/nanopartículas, pueden usarse para aumentar significativamente el transporte de calor.
Este será primer experimento científico desarrollado íntegramente en España para ser ejecutado en la ISS, gracias al apoyo del Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI), según informa la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE).
