Investigadores del Instituto Masdar de Emiratos Árabes Unidos (EAU), en colaboración con el laboratorio francés Promes, han demostrado que la arena de los desiertos de Oriente Medio podría ser utilizada en instalaciones de energía termosolar (CSP) para almacenar energía térmica con temperaturas de hasta 1.000 ° C. Esta investigación abre las puertas a nuevas posibilidades de desarrollo de la tecnología termosolar utilizando un producto barato y abundante en medio mundo.
El proyecto de investigación, denominado 'Sandstock', ha tenido como finalidad el desarrollo de un sistema de recepción y almacenamiento de energía solar por gravedad a bajo costo y sostenible, con partículas de arena como recolector de calor, transferencia del mismo y sistema de almacenamiento de dicha energía térmica (TES). Para ello, los investigadores estudiaron la estabilidad térmica de la arena a altas temperaturas, su capacidad de calor específico y la tendencia a aglomerarse. Su conclusión es que, efectivamente, la arena del desierto de los Emiratos Árabes Unidos ya se puede considerar un posible material de almacenamiento de energía térmica.
"El éxito de la investigación del proyecto Sandstock ilustra la fuerza de nuestra investigación y su relevancia local", ha declarado Bahjat Al Yousuf, profesor interino de Masdar Institute. "Con el lanzamiento de la nueva plataforma solar (MISP) en noviembre, hemos ampliado aún más el alcance de nuestra investigación de la energía solar y creemos que en los próximos meses conseguiremos más éxitos".
El trabajo de investigación está dirigido por el profesor Nicolás Calvet, del departamento de Mecánica e Ingeniería de Materiales de Masdar Institute, y fue presentado por el estudiante de doctorado Miguel Diago en la Conferencia SolarPACES 2015, celebrada en Sudáfrica. El documento fue coescrito por los profesores Thomas Delclòs, Tariq Shamim y Audrey Soum-Glaude, junto con el alumno Alberto Crespo Iniesta, estos dos últimos del centro nacional francés de Investigación Científica Promes CNRS) .
La sustitución de los materiales de almacenamiento térmico utilizados habitualmente en las plantas termosolares –aceite sintético y sales fundidas– por un producto barato como la arena puedereducir los costos de funcionamiento de la planta y aumentar su eficiencia debido a la mayor temperatura de trabajo del material de almacenamiento. Un sistema TES basado en un material local y natural como la arena también representa un nuevo enfoque para el futuro desarrollo económico de sistemas de energía sostenible en Abu Dhabi.
Hasta mil grados de temperatura
Los análisis mostraron que es posible utilizar la arena del desierto como material TES hasta los 800-1000 ° C. La composición química de la arena fue analizada con técnicas como la fluorescencia de rayos X (XRF) y difracción de rayos X (XRD), que revelan el predominio de cuarzo y materiales de carbonato. La reflectividad de la energía radiante de la arena también se midió antes y después del ciclo térmico y se comprobó que, además de como material TES, la arena también se puede emplear como absorbedor solar directo bajo un flujo solar concentrado.
Paralelamente a la investigación de la caracterización de arena en el Instituto Masdar, en el centro francés Promes (situado en Odeillo) se puso en marcha un prototipo a escala de laboratorio, consistente en un pequeño horno solar. Su diseño, construcción y experimentación estuvo a cargo del alumno Alberto Crespo.
