La energía térmica es la más antigua y probablemente la más importante porque no solo es la base para producir electricidad, sino que también ha movido el mundo desde que llegaron los motores de combustión. Por esas razones, no es extraño que exista una rama de la física completamente dedicada a comprender cómo se transfiere el calor: la ingeniería térmica.
La ingeniería térmica es una disciplina de la ingeniería mecánica que se encarga de estudiar el movimiento y la transferencia de la energía térmica; o sea, la que se encuentra en un sistema y genera su temperatura. Abarca campos como la termodinámica, la mecánica de fluidos y la conversión de energía generada a partir de fuentes térmicas.
Esta disciplina estudia los principios de la termodinámica para comprender los efectos del trabajo, el calor y la energía en un sistema, así como la interacción de los sistemas de energía con el entorno. También analiza todo lo relacionado con la mecánica de los fluidos, ya sean líquidos, gases o plasmas, en reposo o en movimiento, para comprender su dinámica y las fuerzas a las que están sometidos.
Además, la ingeniería térmica examina los procesos de transferencia de calor, como la conducción, convección y radiación para comprender cómo podemos aprovecharlos para generar energía y entender el proceso de intercambio de calor entre los sistemas físicos, lo cual nos ayuda a determinar los parámetros y materiales adecuados según las demandas de la industria.
La ingeniería térmica es fundamental para el diseño de casi cualquier máquina. Dado que los elementos mecánicos y los circuitos eléctricos suelen generar calor y la acumulación del mismo puede afectar su funcionamiento, los ingenieros son los principales encargados de proponer soluciones que faciliten un rendimiento óptimo, minimizando el calor producido para compensar y regular mejor la temperatura interna de las máquinas, ya se trate de un coche o un ordenador.
Por otra parte, la ingeniería térmica también se encarga de minimizar la pérdida de energía que se suele producir en los procesos industriales o de otra índole. Aunque es muy difícil lograr una conversión eficiente al 100 % en energía útil, los ingenieros buscan soluciones más eficaces para minimizar las pérdidas de calor que impliquen un aumento del consumo.
Los descubrimientos de la ingeniería térmica y de fluidos tienen una amplia gama de aplicaciones. Están presentes lo mismo en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado a pequeña escala para uso residencial que a gran escala para uso industrial que en la generación de energía eléctrica, ya sea de fuentes renovables o convencionales.
Los principios de la ingeniería térmica también son esenciales para el diseño y operación de vehículos, maquinarias y otros procesos industriales que se utilizan lo mismo en el sector automotriz que en la industria aeronáutica o electrónica.
Eso significa que los ingenieros especializados en esta rama de la Física tienen un amplio abanico de oportunidades profesionales en diferentes industrias. Estos profesionales pueden trabajar lo mismo en el sector automotriz que en la industria aeroespacial debido a sus conocimientos para controlar el calor y el enfriamiento en los grandes sistemas y su capacidad para garantizar el máximo nivel de rendimiento.
No obstante, en los últimos años han surgido nuevos campos de aplicación de la ingeniería térmica y de fluidos, de manera que estos profesionales no solo trabajan a gran escala, sino que también han comenzado a incursionar en campos como la nanotecnología. En este sector, la ingeniería térmica investiga cuáles son los materiales más adecuados evaluando sus propiedades térmicas y puede predecir cómo reacciona el sistema a los cambios de temperatura, para aumentar su eficacia.
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