Materiales de cambio de fase : desarrollo y análisis de la factibilidad de implementación en sistemas energéticamente sustentable

Abstract

Al seleccionar un material de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés, Phase Change Material), debe considerarse su abundancia natural y los riesgos para el medio ambiente y la salud humana que su uso pueda implicar y, este último factor, adquiere especial relevancia cuando el PCM está pensado para una aplicación doméstica. En este Trabajo de Tesis, se propuso utilizar como PCM un derivado del aceite de soja, que proviene de uno de los cultivos más abundantes de la tierra, ambientalmente amigable e inocuo para la salud humana y animal. Con la finalidad de mejorar la conductividad térmica del PCM, se prepararon nanocápsulas en las que el material de cambio de fase se recubrió con dióxido de silicio y con dióxido de titanio. Los estudios morfológicos de las nanocápsulas evidenciaron un mayor éxito en el proceso de encapsulación cuando el agente encapsulante era el dióxido de titanio, por lo cual se seleccionó este material como encapsulante para los estudios térmicos. Los estudios térmicos se llevaron a cabo en dispositivos diseñados y construidos para tal fin, que simulaban un termotanque. Se realizaron estudios comparativos con el PCM con y sin encapsular, observándose una disminución del 70 % de la resistencia térmica del material gracias a la cápsula de dióxido de titanio. Los resultaron evidenciaron que en el dispositivo que contenía nanocápsulas de PCM el agua tardaba un 18 % más de tiempo en enfriarse desde 80 °C hasta 40°C, que en el dispositivo usado como blanco que no los contenía.