Caracterización óptica de recubrimientos absorbentes solares obtenidos, a partir de diferentes pigmentos nanoestructurados

Resumen

Los recubrimientos absorbentes solares presentan un gran interés por su aptitud para convertir radiación solar en calor, debido a la baja emitancia térmica que muestran los sustratos metálicos de Al y Cu sobre los cuales son preparados que además presentan una alta conductividad térmica. Para alcanzar altos valores de absorbancia solar los recubrimientos deben ser negros, por esto se utilizan pigmentos formados por metales de transición como el Mn, Co, Fe y Cr [1] con una alta absorción en el espectro solar [2]. Los absorbedores selectivos se han desarrollado desde 1950 comenzando con el CuO al W-SiO₂ hasta la fecha, por ejemplo, algunos formados por espinelas como: CuCr₂O₄ y el CuFeMnO₄, obtenidas por métodos hidrotermales [3]. La obtención de óxidos mixtos de transición tipo espinela a partir de métodos de combustión de un solo paso para ser aplicados en recubrimientos absorbentes solares no ha sido muy estudiada. En este trabajo se propone investigar la influencia de la composición química de pigmentos nanoestructurados obtenidos por métodos de combustión en las propiedades ópticas de recubrimientos en particular en la absorbancia solar (l entre 300 y 2500 nm). Se propone la obtención de recubrimientos absorbentes solares formados por pinturas alquídicas formuladas con los mismos ingredientes y proporciones, excepto el pigmento absorbente y aplicadas sobre superficies metálicas previamente preparadas de acero galvanizado (zincalum). Las pinturas se prepararon con 1% en peso de pigmentos absorbentes con diferente composición química: CoCuMnO₄, CuO, Co₃O₄, y Mn₂O₃.Todos ellos obtenidos mediante síntesis por combustión utilizando el nitrato metálico correspondiente y ácido aspártico como combustible, luego calcinados a 500°C durante 2 horas para estabilizar la estructura cristalina correspondiente. Los pigmentos fueron caracterizados mediante Difracción de Rayos X (DRX) para verificar su composición química y por microscopía electrónica de transmisión (TEM) para evaluar su tamaño de partícula. Sobre la superficie absorbente formada por: la pintura seca aplicada sobre la superficie de zincalum se estudiaron las propiedades ópticas como la absorbancia solar. Estas mediciones se realizaron a partir de mediciones de la reflectancia en el rango espectral de la radiación solar con un espectrofotómetro de doble haz con esfera integradora.