{"id":133937,"date":"2019-07-03T09:00:07","date_gmt":"2019-07-03T08:00:07","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=133937"},"modified":"2019-07-02T16:38:42","modified_gmt":"2019-07-02T15:38:42","slug":"desarrollo-de-una-nueva-metodologia-para-la-validacion-de-medios-de-almacenamiento-aplicacion-para-materiales-de-cambio-de-fase-pcms","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2019\/07\/03\/133937","title":{"rendered":"Desarrollo de una nueva metodolog\u00eda para la validaci\u00f3n de medios de almacenamiento. Aplicaci\u00f3n para materiales de cambio de fase (PCMs)."},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Autor: Roc\u00edo Bay\u00f3n, CIEMAT.<\/em><\/strong><\/p>\n

Grupo CIEMAT-ATYCOS. Programa ACES2030<\/em><\/strong><\/p>\n

Durante las \u00faltimas d\u00e9cadas, el almacenamiento t\u00e9rmico es un tema que ha suscitado un gran inter\u00e9s debido a que posibilita el aprovechamiento de la energ\u00eda residual, aumenta la inercia t\u00e9rmica en edificios, adem\u00e1s de hacer que algunas energ\u00edas renovables sean gestionables. En cualquier sistema de almacenamiento, el factor m\u00e1s cr\u00edtico es siempre el medio en el cual se almacena el calor. Dicho calor puede ser almacenado a trav\u00e9s de tres mecanismos principalmente: mediante un cambio de temperatura (calor sensible), mediante un cambio de fase (calor latente) o mediante una reacci\u00f3n qu\u00edmica (termoqu\u00edmico). Para que un determinado material sea considerado como medio de almacenamiento, no solo debe tener unas propiedades termof\u00edsicas adecuadas en el rango de temperaturas de la aplicaci\u00f3n sino que, adem\u00e1s, dichas propiedades no tendr\u00edan que variar de forma significativa a lo largo de la vida de servicio del sistema. Por tanto, la estabilidad a largo plazo de los medios de almacenamiento t\u00e9rmico es una cuesti\u00f3n prioritaria que deber\u00eda ser analizada en profundidad a la hora de desarrollar cualquier tipo de sistema de almacenamiento pues de ella depende que dicho sistema funcione de forma adecuada a lo largo de su vida \u00fatil.<\/p>\n

Desde los a\u00f1os 80 han sido muchos los estudios que se han llevado a cabo sobre la estabilidad a largo plazo de medios de almacenamiento, especialmente dentro del campo de los materiales utilizados en almacenamiento de calor latente, tambi\u00e9n denominados PCMs por sus siglas \u00a0en ingl\u00e9s, \u201cphase change materials\u201d. Esto es debido a la gran cantidad de PCMs que en principio son adecuados para aplicaciones en un rango muy amplio de temperaturas (entre 0 \u00b0C y 800 \u00b0C). Estos materiales van desde las sales hidratadas y compuestos org\u00e1nicos -como alcoholes azucarados, parafinas, \u00e1cidos grasos, pol\u00edmeros, etc.- para aplicaciones por debajo de 200 \u00b0C; hasta sales anhidras y metales para almacenamiento a temperaturas m\u00e1s altas. La mayor\u00eda de estos PCMs sufren transiciones s\u00f3lido-l\u00edquido si bien algunos de ellos pueden almacenar calor latente mediante transiciones s\u00f3lido-s\u00f3lido o l\u00edquido-l\u00edquido.<\/p>\n

A pesar de la gran cantidad de potenciales aplicaciones, la implantaci\u00f3n comercial de los sistemas de almacenamiento en calor latente es dif\u00edcil debido a la falta de PCMs validados. La mayor\u00eda de los estudios que se encuentran en la literatura cuyo objetivo es evaluar la fiabilidad de los PCMs como medios de almacenamiento de calor latente focalizan su atenci\u00f3n en el ciclado t\u00e9rmico. Cuando se analizan dichos estudios, lo que se observa es una gran dispersi\u00f3n en las condiciones de ensayo, no solo en relaci\u00f3n con el dispositivo experimental utilizado sino tambi\u00e9n con los intervalos de temperatura y, sobretodo, con el n\u00famero de ciclos realizados. Por otro lado, en muchos de esos estudios, los ciclos t\u00e9rmicos son considerados como ensayos \u201cacelerados\u201d, por lo que los autores establecen correlaciones entre el n\u00famero de ciclos y el tiempo de operaci\u00f3n real sin ninguna justificaci\u00f3n previa. Sin embargo, este tipo de ensayos no cumple con los requisitos de ensayos acelerados claramente establecidos en otras ramas de la ciencia y la tecnolog\u00eda para la validaci\u00f3n de materiales utilizados en distintos tipos de aplicaciones. Por tanto los resultados de los ciclos t\u00e9rmicos no pueden ser extrapolados para predecir el funcionamiento de un PCM a largo plazo en condiciones reales de operaci\u00f3n.<\/p>\n

En Unidad de Almacenamiento T\u00e9rmico y Combustibles Solares (ATYCOS) del CIEMAT creemos que este tipo confusiones ocurren porque a d\u00eda de hoy no existe todav\u00eda un protocolo de ensayo espec\u00edfico para validar materiales de almacenamiento t\u00e9rmico, en general, ni para PCMs, en particular. Por eso, cada autor aplica su propio criterio, no solo para los procedimientos de ensayo sino para, a partir del n\u00famero de ciclos, predecir el comportamiento de los materiales a largo plazo en condiciones reales. As\u00ed pues desde la Unidad ATYCOS del CIEMAT surge la iniciativa de desarrollar una metodolog\u00eda que permita la validaci\u00f3n de medios de almacenamiento, centrando la atenci\u00f3n en los materiales de cambio de fase o PCMs. El art\u00edculo cient\u00edfico que describe dicha metodolog\u00eda acaba de ser publicado como Open Access<\/em> en el International Journal of Energy Research<\/em> [1] y se puede descargar siguiendo el link correspondiente.<\/p>\n

La metodolog\u00eda de validaci\u00f3n desarrollada se muestra en la Figura 1 dentro del recuadro con l\u00ednea discontinua. Esta metodolog\u00eda consiste en una serie de etapas que deber\u00edan conducir a la validaci\u00f3n de un determinado PCM para una aplicaci\u00f3n determinada. En ella se incluyen los distintos pasos que se deber\u00edan seguir para dicha validaci\u00f3n, como son la caracterizaci\u00f3n del PCM, los ensayos preliminares de estabilidad y los ensayos acelerados. En el art\u00edculo se discuten, adem\u00e1s, los ensayos que se podr\u00edan realizar en los distintos pasos as\u00ed como conceptos claves de la metodolog\u00eda: propiedades de control, condiciones de servicio, factores de degradaci\u00f3n y modelos de vida \u00fatil.<\/p>\n

Es importante mencionar que la metodolog\u00eda propuesta en el art\u00edculo pretende ser una gu\u00eda inicial que se pueda usar no s\u00f3lo para validar PCMs sino tambi\u00e9n otro tipo de materiales para almacenamiento en calor sensible o termoqu\u00edmico. En este sentido creemos que la metodolog\u00eda se puede convertir en una herramienta muy \u00fatil para toda la comunidad cient\u00edfica que trabaja en el campo del almacenamiento t\u00e9rmico y esperamos que sus miembros contribuyan al desarrollo de la misma.<\/p>\n

De hecho, una de las actividades que se van a realizar dentro del Proyecto ACES2030, incluye el desarrollo y la aplicaci\u00f3n de esta metodolog\u00eda para la validaci\u00f3n de PCMs con temperaturas de cambio de fase en el rango de 200 \u00b0C-700 \u00b0C.<\/p>\n

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[1] Roc\u00edo Bay\u00f3n and Esther Rojas, Development of a new methodology for validating thermal storage media. Application to Phase Change Materials. International Journal of Energy Research<\/em>. Online version: https:\/\/doi.org\/10.1002\/er.4589<\/a><\/p>\n

\u00a0Programa ACES2030 S2018\/EMT-4319; Coordina IMDEA Energ\u00eda<\/em><\/strong><\/span><\/p>\n

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Autor: Roc\u00edo Bay\u00f3n, CIEMAT. Grupo CIEMAT-ATYCOS. Programa ACES2030 Durante las \u00faltimas d\u00e9cadas, el almacenamiento t\u00e9rmico es un tema que ha suscitado un gran inter\u00e9s debido a que posibilita el aprovechamiento de la energ\u00eda residual, aumenta la inercia t\u00e9rmica en edificios, adem\u00e1s de hacer que algunas energ\u00edas renovables sean gestionables. En cualquier sistema de almacenamiento, el factor m\u00e1s cr\u00edtico es siempre el medio en el cual se almacena el calor. Dicho calor puede ser almacenado a trav\u00e9s de tres mecanismos principalmente: mediante un cambio de temperatura (calor sensible), mediante un cambio de fase (calor latente) o mediante una reacci\u00f3n qu\u00edmica (termoqu\u00edmico).\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133937"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133937"}],"version-history":[{"count":15,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133937\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133955,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133937\/revisions\/133955"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133937"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133937"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133937"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}