TECNOLOGÍA / CONGELACIÓN
absorción

Uno de los métodos empleados en conseguir capas de hielo sobre la superficie o capa externa del reactor que simula el interior de un planeta es mediante el aprovechamiento de la entalpia de vaporización del agua.

La figura de la izquierda corresponde a una lamina de agua justo en el punto triple en el interior de la cámara de vacío MARTE. La figura de la derecha es la lamina de hielo creada por absorción en vacío. La temperatura del hielo es de -20ºC a una presión de 1mbar.

El agua posee una entalpía de vaporización de 2257 (KJkg-1), que es un valor realmente alto si se compara con el amoniaco, la acetona o el etanol.

La manera de extraer al agua en estado líquido todo este calor de la manera más rápida es favorecer la evaporación de la misma. Al realizar vacío en el interior de un recinto cerrado estamos quitando calor al agua bajando la presión de vapor de la misma. De este modo, conseguimos congelar el agua que está en el interior de la cámara de vacío creando una lámina de hielo comenzando desde la superficie.

De manera experimental podemos observar como el agua comienza a congelarse y a hervir al mismo tiempo cuando alcanza el punto triple a medida que mantenemos el sistema de vacío continuamente bombeando.

Como valor añadido de este método de congelación se encuentra que la capa de hielo parte desde la atmósfera que está en contacto con el sistema de vacío hasta el interior del recipiente. El hielo se forma del mismo modo a como se produce en la naturaleza, es decir de arriba a abajo, lo que es muy importante para poder crear laminas delgadas de hielo con distintos estratos de material orgánico entre las mismas.

Por último, destacar que para que este método sea efectivo desde el punto de vista experimental ha de realizarse con un sistema de bombeo sobredimensionado que permita una muy alta velocidad de bombeo y de contar todas las bombas con gas-ballast para impedir la condensación del vapor de agua en el cuerpo de las bombas de vacío

El proyecto MPSL (Mimicking Planetary Subsoil in the Laboratory) es un proyecto del plan nacional de investigación del MICIN con financiación desde el 1-9-2021 hasta el 31-8-2024. Código de proyecto: FIS2020-XXXXX-GC