{"id":2102,"date":"2021-04-26T09:00:29","date_gmt":"2021-04-26T12:00:29","guid":{"rendered":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/?p=2102"},"modified":"2022-03-17T14:45:26","modified_gmt":"2022-03-17T14:45:26","slug":"materiales-de-cambio-de-fase-pcm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/materiales-de-cambio-de-fase-pcm","title":{"rendered":"Materiales de cambio de fase (PCM)"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"2102\" class=\"elementor elementor-2102\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-6c306932 elementor-section-full_width elementor-section-height-default elementor-section-height-default exad-sticky-section-no\" data-id=\"6c306932\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-no\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-2091c558 exad-sticky-section-no\" data-id=\"2091c558\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-4d71451 exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"4d71451\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"1200\" height=\"675\" src=\"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Materiales-de-cambio-de-fase-PCM-1.jpg\" class=\"attachment-full size-full wp-image-7571\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Materiales-de-cambio-de-fase-PCM-1.jpg 1200w, https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Materiales-de-cambio-de-fase-PCM-1-300x169.jpg 300w, https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Materiales-de-cambio-de-fase-PCM-1-1024x576.jpg 1024w, https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Materiales-de-cambio-de-fase-PCM-1-768x432.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 1200px) 100vw, 1200px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-347eaae exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"347eaae\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-442b65ee exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"442b65ee\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<h2>Introducci\u00f3n<\/h2><p>Las fuentes de energ\u00eda renovables a partir de recursos naturales, como la energ\u00eda solar y la e\u00f3lica, son indispensables en la lucha contra el cambio clim\u00e1tico. Sin embargo, el problema asociado con las energ\u00edas renovables es su suministro intermitente. Por ejemplo, el sol no brilla por la noche y el viento no sopla en todo momento. Estas fluctuaciones naturales en las fuentes de energ\u00eda renovables no coinciden con la demanda mundial de electricidad, lo que resulta en un desajuste entre la oferta y la demanda. Por lo tanto, para utilizar eficientemente las energ\u00edas renovables, es imperativo contar con m\u00e9todos de almacenamiento de energ\u00eda rentables y a gran escala, que puedan absorber el excedente de energ\u00eda durante las horas de menor actividad y suministrar la energ\u00eda almacenada durante las horas de mayor actividad.<\/p><p>Existen varios medios para almacenar energ\u00eda, y los materiales de cambio de fase (PCM) constituyen uno de los elementos m\u00e1s apropiados para almacenar energ\u00eda t\u00e9rmica de fuentes de energ\u00eda renovable de manera efectiva. Los PCM son materiales que tienen una capacidad intr\u00ednseca para absorber y liberar calor durante los ciclos de transici\u00f3n de fase. El almacenamiento de calor latente que utilizan los materiales PCM encuentra su aplicaci\u00f3n en varios campos, incluidos los sistemas de almacenamiento de energ\u00eda para edificios, los sistemas de recuperaci\u00f3n de calor residual, las fibras termorreguladoras, los materiales textiles inteligentes, el manejo t\u00e9rmico de las bater\u00edas, el manejo de la temperatura de la microelectr\u00f3nica, las aplicaciones fotovoltaicas t\u00e9rmicas (PV\/T), las aplicaciones de almacenamiento de energ\u00eda t\u00e9rmica espacial y terrestre, y el manejo de la temperatura de los invernaderos<sup>1<\/sup>. Existen varios materiales PCM que se clasifican como mezcla org\u00e1nica, inorg\u00e1nica o eut\u00e9ctica, y que est\u00e1n disponibles para el almacenamiento de energ\u00eda. La selecci\u00f3n de los PCM para la aplicaci\u00f3n del mundo real depende de las propiedades del material. Las propiedades principales del material consideradas son el punto de fusi\u00f3n, el calor latente, la conductividad t\u00e9rmica, la toxicidad, la inflamabilidad, el costo y la disponibilidad. Entre estos criterios, la predicci\u00f3n exacta de la conductividad t\u00e9rmica es fundamental para determinar la rapidez con la que el PCM puede cargar y descargar la energ\u00eda t\u00e9rmica almacenada y desempe\u00f1a un rol importante en el rendimiento operativo de la tecnolog\u00eda de los PCM utilizados.<\/p><p>La mayor\u00eda de los materiales de cambio de fase tienen conductividades t\u00e9rmicas bajas, especialmente los compuestos org\u00e1nicos, por lo que la optimizaci\u00f3n de la conductividad t\u00e9rmica constituye uno de los criterios de dise\u00f1o m\u00e1s importantes para la aplicaci\u00f3n de almacenamiento de los PCM. Los m\u00e9todos que m\u00e1s com\u00fanmente se aplican en la optimizaci\u00f3n de la transferencia de calor utilizan aletas, inserci\u00f3n o dispersi\u00f3n de materiales de alta conductividad t\u00e9rmica, multitubos y micro o macroencapsulado<sup>2<\/sup>.<\/p><h2>PCM para calentadores de agua solar<\/h2><p>Un solo calentador de agua solar puede reducir aproximadamente 50 toneladas de emisiones de CO<sub>2<\/sub> en 20 a\u00f1os. La integraci\u00f3n de un sistema de calefacci\u00f3n solar t\u00e9rmico con tecnolog\u00eda TES basada en materiales PCM s\u00f3lidos y l\u00edquidos puede absorber m\u00e1s calor que un calentador de agua solar convencional. El calentador de agua solar basado en PCM no solo puede mejorar la eficiencia sino que tambi\u00e9n evita las fluctuaciones en la temperatura del agua almacenada. Al principio, los calentadores de agua funcionaban al llenar su parte inferior con PCM. Sin embargo, la cantidad de energ\u00eda disponible en el sistema de almacenamiento estaba limitada por la baja conductividad t\u00e9rmica de los PCM. Actualmente, varios investigadores se centran en aumentar la conductividad t\u00e9rmica de los PCM para almacenar de manera eficiente la energ\u00eda t\u00e9rmica para calentar agua. La figura 1 ilustra un t\u00edpico calentador de agua solar.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-329321c exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"329321c\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" width=\"583\" height=\"441\" src=\"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Disposicion-calentador-agua-solar.jpg\" class=\"attachment-full size-full wp-image-6587\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Disposicion-calentador-agua-solar.jpg 583w, https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Disposicion-calentador-agua-solar-300x227.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 583px) 100vw, 583px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\"><b>Figura 1:<\/b> Dise\u00f1o de un calentador de agua solar que emplea tecnolog\u00eda TES basada en PCM<sup>3<\/sup><\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-748d439 exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"748d439\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-d8d658c exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"d8d658c\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<h2>PCM para concentrar la energ\u00eda solar<\/h2><p>La energ\u00eda solar de concentraci\u00f3n (CSP en ingl\u00e9s) es otra tecnolog\u00eda probada que utiliza materiales PCM para el almacenamiento de la energ\u00eda t\u00e9rmica. Actualmente, en EE. UU. y Espa\u00f1a, una decena de instalaciones de plantas de energ\u00eda a gran escala utilizan PCM, junto con torres de CSP. La figura 2 ilustra un esquema de tecnolog\u00eda CSP integrada a PCM. Los PCM que se han investigado para los sistemas CSP incluyen compuestos org\u00e1nicos (alcoholes de az\u00facar (&lt;200 <sup>o<\/sup>C), sales fundidas (&gt; 300 <sup>o<\/sup>C) y aleaciones met\u00e1licas (&gt; 500 <sup>o<\/sup>C). En un sistema CSP integrado a PCM, el PCM se calienta y se almacena en un contenedor aislante durante las horas de menor actividad. Cuando se necesita la energ\u00eda almacenada, el PCM se bombea a un generador de vapor que hierve agua, hace girar una turbina y genera electricidad. Una vez enfriado, el PCM se bombea de nuevo hacia el tanque de almacenamiento para calentarse y reutilizarse. En todas estas aplicaciones, la velocidad de carga y descarga del PCM es esencial para la viabilidad de la aplicaci\u00f3n comercial, que a su vez depende de la conductividad t\u00e9rmica del PCM.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-036b4d5 exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"036b4d5\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" width=\"600\" height=\"313\" src=\"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Disposicion-de-una-torre-CSP.jpg\" class=\"attachment-full size-full wp-image-6588\" alt=\"Dise\u00f1o de la torre CSP con TES integrada a PCM\" srcset=\"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Disposicion-de-una-torre-CSP.jpg 600w, https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/wp-content\/uploads\/2021\/04\/Disposicion-de-una-torre-CSP-300x157.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\"><strong>Figura 2:<\/strong> Dise\u00f1o de la torre CSP con TES integrada a PCM <sup>4<\/sup><\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-2b1d78f exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-spacer\" data-id=\"2b1d78f\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"spacer.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-spacer\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-spacer-inner\"><\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-d73cdcb exad-sticky-section-no elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"d73cdcb\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<h2>Referencias<\/h2><ol><li>Nazir, H. <em>et al.<\/em> Recent developments in phase change materials for energy storage applications: A review. <em>Int. J. Heat Mass Transf.<\/em> <strong>129<\/strong>, 491\u2013523 (2019).<\/li><li>Singh, R., Sadeghi, S. &amp; Shabani, B. Thermal Conductivity Enhancement of Phase Change Materials for Low-Temperature Thermal Energy Storage Applications. <em>Energies<\/em> <strong>12<\/strong>, 75 (2018).<\/li><li>Kuta, M., Matuszewska, D. &amp; W\u00f3jcik, T. M. The role of phase change materials for the sustainable energy. <em>E3S Web Conf.<\/em> <strong>10<\/strong>, 00068 (2016).<\/li><li>Mofijur, M. <em>et al.<\/em> Phase Change Materials (PCM) for Solar Energy Usages and Storage: An Overview. <em>Energies<\/em> <strong>12<\/strong>, 3167 (2019).<\/li><\/ol>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introducci\u00f3n Las fuentes de energ\u00eda renovables a partir de recursos naturales, como la energ\u00eda solar y la e\u00f3lica, son indispensables en la lucha contra el cambio clim\u00e1tico. Sin embargo, el problema asociado con las energ\u00edas renovables es su suministro intermitente. 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