Renens nos en effektiv värmeväxlare

Att inspireras av naturen för att hitta tekniska lösningar kallas biomimetik. I ett norskt projekt står renens nos modell för framtidens värmeväxlare.

Det kallas biomimetik när vi försöker kopiera naturens processer för att förbättra människans uppfinningar. Men innan man kan kopiera måste man veta hur saker och ting fungerar. Ett exempel är renens nos, en fin värmeväxlare som ser till att spara den värdefulla värmeenergin under vintern. Professor Lars Folkow, som arbetar på Avdelningen för arktisk- och marinbiologi vid universitetet i norska Tromsö, undersöker bland annat denna mekanism i ett pågående forskningsprojekt.
– Många arktiska djur har sannolikt effektiva värmeväxlare, men fenomenet har bara studerats hos ett fåtal av dem. Renen är nog den art som studerats mest ingående, säger han.

Renen har störst glädje av sin värmeväxlande nos när den vilar i vinterkylan. Mätningar visar att utandningsluften kan hålla fem till sex plusgrader, trots att renens kroppstemperatur är 38 °C. Lars Folkow och hans kollegors resultat tyder på att ungefär 70 procent av den värme som skulle ha gått förlorad genom andningen kan återvinnas. Det motsvarar ungefär 20 procent av den vilande renens värmeproduktion.

Själva värmeväxlingen sker både genom värmeledning och förångning och effektiviteten avgörs av slemhinnornas temperatur. Den styrs i sin tur av blodgenomströmningen.
– Kärlnätverkets struktur tillåter reglering genom att slemhinnorna kontinuerligt kan försörjas med kroppsvarmt blod. Det ger effektiv avkylning när renen är för varm. Eller så förblir slemhinnorna kalla efter att ha kylts ned av kall inandningsluft, genom att blodet rinner efter motströmsprincipen genom slemhinnorna. Då reduceras värme- och vätskeförlusten via andningen avsevärt.

Hur skulle en teknisk lösning som härmar renens nos kunna användas?
– Värmeväxlare används ju redan inom många områden, till exempel ventilation, men det är ju inte säkert att dessa har en optimal konstruktion och energieffektivitet, och kanske kan effektiviteten ökas om man härmar naturen, säger Lars Folkow.

Ingar Lindholm, Energi & Miljö nr 2/2013 sidan 32