Pueden producirse a bajo costo mediante métodos respetuosos con el medio ambiente, aptos para la fabricación a gran escala
Un equipo de investigadores de la Universidad de Umeå ha logrado un avance significativo en la tecnología solar térmica al desarrollar recubrimientos ópticos sostenibles que aumentan el rendimiento de los colectores solares. El trabajo, liderado por el doctorando en física experimental Erik Zäll, podría impulsar el uso del calor solar como una fuente de energía limpia, eficiente y competitiva a nivel industrial.
“El calor solar tiene un gran potencial para contribuir a la transición verde, especialmente como fuente de calor para procesos industriales. Pero la tecnología necesita volverse aún más competitiva para tener mayor adopción”, explicó Zäll, quien desarrolla su investigación en la Escuela Doctoral Industrial de la Universidad de Umeå.
Su tesis doctoral demuestra cómo los recubrimientos ópticos —delgadas películas que regulan la interacción de la luz con las superficies— pueden personalizarse para mejorar tanto la eficiencia como la durabilidad de los componentes clave de los colectores solares: el vidrio de cobertura y el receptor de luz.
En el caso del vidrio, Zäll diseñó un recubrimiento antirreflectante a base de sílice con poros ordenados hexagonalmente. Al ajustar el tamaño, la forma y el grosor del recubrimiento, logró aumentar la transmisión de luz a través del vidrio, mejorando así la eficiencia de captura solar. Además, el recubrimiento muestra una mayor resistencia a rayaduras, suciedad y humedad, lo que contribuye a mantener su rendimiento con el paso del tiempo.
Dos soluciones innovadoras
En cuanto al receptor, la investigación propone dos soluciones innovadoras. La primera es un recubrimiento de cobalto-cromo electrochapado, cuya estructura superficial permite una alta absorción de luz. Este utiliza un tipo de cromo significativamente más ecológico que los empleados anteriormente. La segunda opción es una película compuesta de nanotubos de carbono y sílice, aplicada sobre acero inoxidable tratado térmicamente mediante una técnica de pulverización ultrasónica. Este tratamiento genera una fina capa de óxido que mejora las propiedades ópticas y la resistencia térmica del material.
Ambos recubrimientos destacan por absorber la mayor parte de la radiación solar mientras emiten poca radiación térmica, una combinación clave para maximizar la eficiencia energética. Además, pueden producirse a bajo costo mediante métodos respetuosos con el medio ambiente, aptos para la fabricación a gran escala.
La investigación se desarrolló en estrecha colaboración con la empresa sueca de energía solar Absolicon Solar Collector y ha sido directamente adaptada a su tecnología de colectores solares. Los resultados han derivado en dos solicitudes de patente y podrían traducirse en colectores más eficientes, reforzando la competitividad de Absolicon en el mercado solar térmico global.
“Nuestro trabajo demuestra que es posible combinar sostenibilidad, rentabilidad y alto rendimiento en recubrimientos ópticos, lo cual es clave para que el calor solar sea una alternativa viable a los combustibles fósiles a gran escala”, concluyó Zäll.
