El ingeniero industrial Eduardo Jiménez Ruiz, originario de Tudela y nacido en 1977, ha presentado su tesis doctoral en la Universidad Pública de Navarra (UPNA). Su investigación se centra en la mejora de la durabilidad de los tubos de cobre que se utilizan en las bombas de calor, un componente esencial en electrodomésticos como secadoras y aires acondicionados. Este trabajo ha dado lugar al desarrollo de un modelo que analiza el impacto de las vibraciones y otros esfuerzos a los que estos sistemas están sometidos durante su funcionamiento, con el objetivo de anticipar fallos y optimizar el diseño para prolongar su vida útil.
Uno de los aspectos clave del estudio es comprender cómo responden estos tubos a las cargas repetidas generadas por el compresor, el elemento que impulsa el gas en las bombas de calor y que provoca vibraciones. Para ello, se ha creado un modelo capaz de prever desde el diseño cómo vibrará todo el sistema. Esta información es crucial, ya que si las vibraciones coinciden con ciertas frecuencias naturales, pueden causar daños prematuros en los materiales.
Un modelo innovador para la predicción
El modelo desarrollado incluye no solo los tubos de cobre, sino también el compresor y los soportes que los sostienen. Se ha elaborado mediante simulaciones por ordenador que requieren un conocimiento detallado sobre las propiedades del material, especialmente su rigidez. Dado que el cobre utilizado puede presentar diferentes características según su fabricación, la tesis propone un método sencillo para medir esta rigidez utilizando sonidos captados por micrófonos.
Además del análisis del comportamiento ante vibraciones, la investigación ha recopilado datos sobre la duración esperada de estos tubos antes de sufrir roturas por fatiga, resultado del efecto acumulativo de pequeñas tensiones a lo largo del tiempo. Dado que hay escasa información específica sobre el tipo de cobre utilizado (Cu-DHP), se han tomado como referencia otros cobres similares y se han estudiado diversos factores que pueden influir en su longevidad.
Identificación de modos de rotura
Durante los ensayos realizados, se han identificado tres tipos distintos de rotura que han sido considerados para estimar la durabilidad de los tubos. Para calcular el desgaste acumulado debido a todas las cargas a lo largo del tiempo, se ha empleado un método estándar en ingeniería. Sin embargo, el estudio resalta la necesidad de realizar más pruebas para afinar la precisión de estos cálculos.
Como parte del futuro trabajo investigativo, se propone medir directamente las deformaciones en los tubos utilizando sensores específicos conocidos como galgas extensométricas. El modelo creado permite determinar los puntos óptimos para instalar estos sensores, evitando áreas donde podrían ocurrir deformaciones permanentes.
Trayectoria académica y profesional
La tesis doctoral fue dirigida por Carlos Berlanga Labari, profesor titular del Departamento de Ingeniería e investigador del Instituto de Materiales Avanzados y Matemáticas (INAMAT²), junto con Rubén Lostado Lorza, catedrático del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Rioja.
Eduardo Jiménez obtuvo su título en Ingeniería Industrial en 2002 en la UPNA, incluyendo una estancia en Alemania gracias al programa Erasmus. Posteriormente cursó un Máster en Ingeniería de Materiales y Fabricación (2006) y completó su doctorado este año tras defender su tesis.
Su carrera profesional comenzó en Alemania, trabajando en Siemens durante diez meses dentro del Parque Tecnológico Mülheim an der Ruhr. Además, ha ejercido como ingeniero en empresas como Meggitt Electronics y BSH Electrodomésticos. También fue profesor asociado en la UPNA entre 2008 y 2012, donde impartió clases sobre Diseño de Máquinas.
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