Científicos estudian la condensación en microgravedad para mejorar sistemas de refrigeración espaciales

La Agencia Espacial Europea (ESA) ha puesto en marcha un innovador experimento que desafía nuestra comprensión de la física de la condensación al eliminar los efectos de la gravedad. El estudio, denominado 'Condensación en Aletas', examina cómo se forman y comportan las películas líquidas sobre superficies metálicas enfriadas en el entorno de microgravedad de la Estación Espacial Internacional (EEI).

Según la ESA, la microgravedad altera fundamentalmente cómo fluye el calor a través de gases y líquidos, lo que representa un desafío potencial para los sistemas electrónicos de las naves espaciales que necesitan enfriarse en entornos extremos.

"Estamos buscando la mejor forma de aleta para maximizar la transferencia de calor", explica Brice Saint-Michel, científico de proyecto de la ESA para este experimento, según la información publicada por la agencia espacial.

El experimento utiliza una aleta metálica de un centímetro de altura fabricada en aleación de aluminio que gradualmente se empapa con un refrigerante de baja tensión superficial, un fluido volátil que puede evaporarse o condensarse con poco calor. En la Tierra, el líquido se acumula en la base de la aleta debido a la gravedad, mientras que en microgravedad, el líquido se distribuye por toda la superficie de la aleta.

"El líquido parece ser atraído a las superficies frías como un lugar seguro al que ir, a diferencia de lo que ocurre con la transferencia de calor en la Tierra", señala Andrey Glushchuk, investigador senior del Centro de Investigación e Ingeniería en Tecnologías Espaciales (CREST) de la Universidad Libre de Bruselas, Bélgica, según la ESA.

Glushchuk advierte que "cualquier sistema térmico diseñado con estándares terrestres no funcionará en microgravedad. Necesitamos crear nuevos diseños con conceptos novedosos en mente".

El experimento forma parte de una instalación más amplia llamada Heat Transfer Host 2, que fue instalada el 30 de septiembre de 2025 en el Laboratorio Columbus de la EEI, tras ser entregada en la 23ª misión de reabastecimiento de carga de Northrop Grumman.

La investigación tiene aplicaciones prácticas tanto para misiones espaciales como para tecnologías terrestres. En el espacio, podría conducir a intercambiadores de calor más eficientes para mantener los sistemas electrónicos y de soporte vital a la temperatura adecuada. En la Tierra, los resultados podrían aplicarse para mejorar la refrigeración de dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes y computadoras, así como para optimizar procesos industriales de recubrimiento.

Balazs Toth, del equipo de carga útil en órbita terrestre baja de la ESA, explica que "las condiciones de microgravedad nos permiten usar una aleta grande sin ser perturbados por el drenaje gravitacional y la convección de vapor. Entonces es mucho más fácil ver si las películas líquidas toman una forma diferente".

Para registrar con precisión los cambios, el experimento utiliza un interferómetro de alta precisión que registra las variaciones de temperatura y concentración de vapor alrededor de la aleta, así como el grosor de la película líquida.

Carlo Saverio Iorio, jefe del CREST en la Universidad Libre de Bruselas, destaca la importancia de este estudio: "Queremos una fórmula que se aplique a todos, y esta es la primera vez que tenemos una gran cantidad de datos para consolidarla".

La campaña científica continuará con un experimento denominado 'Marangoni en películas', centrado en las inestabilidades en películas líquidas en evaporación, según informó la ESA.

Este tipo de investigación fundamental en física podría tener implicaciones significativas para el diseño de futuros sistemas de control térmico en misiones espaciales de larga duración, como las previstas a la Luna y Marte, donde la gestión eficiente del calor es crucial para la supervivencia de los equipos y tripulaciones.