La posibilidad de aplicar este recubrimiento sobre tubos plásticos cargados con grafeno, hace que este sistema, aumente significativamente su eficiencia y transmisión de calor

Nuevo recubrimiento basado en la nanotecnología

Raquel Llorens (Aimplas) y Raquel Puelles (Avanzare)07/06/2013

El proyecto Thermalcond, coordinado por Aimplas, finalizó el pasado enero cumpliendo con los objetivos marcados: el desarrollo de un material termoplástico con mayor conductividad térmica, la fabricación de un recubrimiento novedoso de fácil aplicación que permite aumentar la absorción de la luz solar y el mantenimiento de las propiedades mecánicas de los materiales de partida. Pero todo ello no hubiera sido posible sin la nanotecnología.

El grafeno es un nanomaterial descubierto en el año 2004 formado por láminas de dos dimensiones constituidas básicamente por hexágonos de átomos de carbono (red tipo panal de abejas) de un átomo de espesor. No obstante lo más sorprendente de este material son sus características, siendo un material extremadamente resistente y buen conductor tanto térmico como eléctrico, características que lo convirtió en el nanomaterial apropiado para la fabricación del recubrimiento.

Para conseguir un sistema que por un lado permita obtener una buena eficiencia de absorción de la luz solar y que ésta se transmita al fluido térmico que hay en el interior del sistema, se procedió a preparar un tratamiento sobre la superficie de los tubos plásticos en los que se empleó una combinación de diferentes nanoparticulas, entre ellas el grafeno. De este modo se consiguió una buena sinergia entre el plástico y el recubrimiento desarrollado.

La posibilidad de aplicar este recubrimiento sobre tubos plásticos cargados con grafeno, hace que este sistema, aumente significativamente su eficiencia y transmisión de calor. Inicialmente, a escala de laboratorio, se procedió a evaluar los recubrimientos en un simulador solar, obteniéndose aumentos del 80% en eficiencia cuando se compara con un sistema comercial basado en metales.

Una vez optimizada la formulación, se procedió a su escalado, tanto en la síntesis de nanomateriales como en la producción del recubrimiento, obteniéndose resultados comparables. Finalmente se procedió a preparar un prototipo, que fue evaluado tanto en un simulador solar como en su comportamiento real a intemperie.

Este prototipo, se montó empleando tubos plásticos recubiertos. La adherencia del recubrimiento se testeó previamente obteniéndose resultados excelentes.

Prototipo proyecto Thermalcond comparado con un colector solar comercial.

El éxito del recubrimiento, ha sido poder conseguir una eficiencia similar a un panel solar térmico comercial, empleando la mitad de área expuesta.

Por otro lado, el recubrimiento de los tubos plásticos, que pueden ser producidos por extrusión, es sencilla, ya que puede realizarse aplicándolo en espray y con un coste aproximado de 2 /m², frente a los procesos convencionales.

Otra de las características que hacen tan interesante este recubrimiento es que a pesar de haber sido diseñado para el empleo en el proyecto Thermalcond y por tanto para su uso en poliolefinas, este producto presenta muy buena adherencia en múltiples superficies de distintos materiales, incluidos los metales.