Preparación y caracterización de nanofluidos de alúmina con aplicaciones térmicas

Abstract

Los nanofluidos son un tipo de fluidos cuya fase dispersa está constituida por partículas de tamaño nanométrico. Su interés viene dado por el hecho de que presentan una mejora en las magnitudes térmicas y eléctricas respecto a los fluidos base, empleándose en biomedicina, el sector automovilístico o en dispositivos de energía solar térmica. Por este motivo, nos propusimos obtener y determinar las propiedades de un nanofluido que fuera apropiado para utilizar en un colector solar plano como fluido caloportador, proporcionando así una mejora en su rendimiento. En este trabajo se han preparado nanofluidos de alúmina, Al2O3, de concentración en volumen 0,62 % en agua milliQ dispersos mediante la técnica de sonicación. Este tipo de nanopartículas son de las más recurridas en experimentaciones de energía solar térmica por su mejora en el rendimiento de las instalaciones a costa de su baja inversión. Una vez preparados los nanofluidos, se estudiaron ciertos parámetros tanto miscroscópicos como macroscópicos como el diámetro hidrodinámico, el potencial zeta, el diámetro de partícula y la conductividad térmica. Los estudios realizados mediante observación al microscopio indican que el diámetro de partícula es de 13 nm, similar al que indica el fabricante, mientras que los diámetros hidrodinámicos obtenidos por dispersión de luz dinámica son 10 veces mayores. El potencial zeta de las nanopartículas es aproximadamente 60 mV, valor que supone que la estabilidad de la dispersión es correcta. Por último, se ha estimado la mejora en la conductividad térmica para la concentración de 0,62 % obteniendo un valor de knf/kbf de 1,018. No se ha apreciado una diferencia significativa en los tamaños de partícula comparando los experimentos realizados a diferentes tiempos y amplitudes de sonicación. Para más índole, aumentar la agresividad del tratamiento supone el desprendimiento de partículas de la punta del sonicador, alterando las muestras. En cuanto a la estabilidad de la dispersión, tras un periodo de 1 mes, se ha comprobado que las nanopartículas no se han agregado.