Planta cilindroparabólica de Bokpoort, en Sudáfrica.

Por Jorge Alcauza

El equipo liderado por el profesor de mecánica de fluidos, José Enrique Juliá Bovalar, ha añadido nanopartículas de carbono al fluido base, que está compuesto por una mezcla de difenilo y óxido de difenilo, además de otros aditivos que estabilizan la mezcla y evitan el enrarecimiento del aceite o la aparición de partículas en suspensión. Lo anterior dañaría las válvulas y bombas que hacen mover el fluido caloportador por todo el circuito de las plantas.

“Una de las ventajas de este nanofluido es que es capaz de trabajar a altas temperaturas, sin sufrir degradación. Hemos hecho pruebas con ciclos térmicos de hasta 400 ºC y 10 bar de presión, midiendo las propiedades al principio y al final”, explicó el profesor.

Juliá también afirma que “es un nanofluido basado en carbono y aditivos de bajo coste, por lo que el precio final sigue siendo bastante atractivo”.

El hecho de proporcionar un incremento en el rendimiento, manteniendo al mismo tiempo, el coste en comparación con los fluidos actualmente en uso, lo hace especialmente apto para una rápida comercialización. De hecho, los creadores ya lo han patentado y están en contacto con posibles socios industriales para fabricarlo a gran escala.

El fluido caloportador que circula por el interior de los tubos receptores de las plantas de canal parabólico recoge el calor que se genera al concentrar la radiación solar sobre los tubos. Luego lo transfiere a los sistemas de generación de vapor o de almacenamiento en sales fundidas.

A diferencia de otras innovaciones, explica el equipo de investigación,esta no requiere la modificación de los componentes de la planta, ni cambios en su configuración. Por tanto, podría ser adoptado por plantas en funcionamiento.

Nanofluidos con sales fundidas

Las investigaciones del equipo de Juliá también abarcan mejoras en las sales fundidas (el principal medio de almacenamiento térmico en las plantas CSP), así como en el fluido caloportador para las plantas de torre.  

A pesar de ser un medio barato y eficaz, las sales fundidas tienen unas propiedades térmicas y de densidad de almacenamiento energético relativamente pobres.

Para encontrar una solución económicamente viable y efectiva, el equipo decidió incorporar nanopartículas a la mezcla de sales que es comúnmente usada en las plantas CSP. Estas se componen de una mezcla eutéctica de nitrato de sodio (60%) y nitrato potásico (40%).

Tras varias pruebas con diferentes concentraciones de nanopartículas, el calor específico de la mezcla fue incrementado en un 25%, gracias a la adición de nanopartículas de sílice (óxido de silicio), en una proporción del 1% sobre la concentración de masas.

Respecto a la estabilidad del compuesto, tras varios ciclos térmicos, el equipo no ha detectado ninguna alteración en sus propiedades que impida su aplicación en instalaciones funcionales.

En cuanto al coste de producción, si se tiene en cuenta que el sílice es de los materiales más abundantes de la tierra, es de esperar que se mantenga en el mismo rango de las sales fundidas. Sin embargo, queda por valorar los procesos productivos que serán determinantes para hacer un análisis de costes.

Los resultados de la investigación supondrían un avance significativo en el rendimiento global de las plantas, tanto de torre como de canal parabólico.