Desarrollo de una pintura a partir de escoria de aceración para calentamiento solar de agua

Abstract

Junto con la producción de hierro y acero, se generan grandes cantidades de escoria (30-45 % y 10-20 % en peso, respectivamente). La escoria negra de aceración se produce en el horno BOF (BOFS, Basic Oxygen Furnace Slag, mayormente en México) y en el horno de arco eléctrico (EAFS, Electric Arc Furnace Slag). Este estudio tiene como objetivo la construcción de sistemas solares para calentamiento de agua, utilizando desechos industriales. Este trabajo describe el desarrollo de un revestimiento, utilizando escoria de aceración BOFS, para captación de energía solar térmica. La pintura fue elaborada mezclando partículas de BOFS de 5-25 µm, limadura de cobre y adhesivo natural, con composiciones másicas distintas. Primeramente, este experimento se realizó utilizando un tubo de cobre (3/4”, DI) revestido con cada mezcla preparada, con agua estacionaria y un tubo de policarbonato (1 ¼” DI) como cubierta transparente. Se estudiaron los efectos en el desempeño térmico de la concentración másica y el tamaño de partículas BOFS, así como el espesor del revestimiento. La temperatura máxima alcanzada fue de 64°C. Con base en estos resultados se construyó un calentador solar de agua de placa plana (de 0.5 m2) y un termotanque de 30 litros. La temperatura máxima en el colector solar fue de 65°C. Los calentadores solares de placa plana comerciales garantizan un intervalo de 45-65°C; considerando esta situación, la nueva pintura es competitiva con los revestimientos para captar energía solar térmica disponibles en el mercado. La siguiente etapa es el estudio de la aplicabilidad de esta pintura, a partir de BOFS, en un calentador solar de agua de tamaño comercial (2m2 de superficie colectora). La pintura desarrollada puede ser utilizada, por ejemplo, en calentadores solares de gua de baja temperatura, para calentamiento de aire utilizable en el acondicionamiento térmico de espacios y secado de materiales.