Avance clave para sistemas de condensación de agua más eficaces y duraderos

La condensación del vapor es fundamental para la producción mundial de electricidad y de agua potable: Es parte del ciclo energético presente en el 85 por ciento de todas las centrales eléctricas del mundo y en cerca de la mitad de todas las plantas de desalinización. Así que cualquier cosa que mejore la eficiencia de este proceso podría tener un enorme efecto en el consumo global de energía.
Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha encontrado una manera de lograr precisamente eso.
Desde hace años, se sabe que hacer que las superficies de los condensadores de vapor sean hidrófobas, o sea, conseguir que repelan el agua, podría mejorar la eficiencia de la condensación al hacer que el agua forme gotitas rápidamente. Pero la mayoría de los materiales hidrófobos tienen una durabilidad limitada, sobre todo en ambientes industriales con mucho vapor. El nuevo enfoque de diseño del MIT para recubrimientos de las superficies de los condensadores debería superar ese problema.
La innovación del equipo de Karen Gleason, Kripa Varanasi, Adam Paxson y José Yagüe permite recubrimientos mucho más estables que los obtenibles mediante los procesos tradicionales, e incluso bajo condiciones ambientales más agresivas.
Los resultados de las pruebas de superficies metálicas recubiertas usando el nuevo proceso muestran una gran diferencia con respecto a lo que ocurre en superficies no recubiertas mediante él. En las pruebas, la resistencia del material obtenido con el nuevo tratamiento fue buena incluso al ser expuesto a vapor a 100 grados centígrados en una prueba de resistencia acelerada. Típicamente, el vapor en los condensadores de centrales eléctricas sólo estaría a unos 40 grados centígrados.

En los recubrimientos hidrófobos típicos, a partir del vapor a alta temperatura se forman gotitas que pronto recubren la superficie, degradando rápidamente el rendimiento del sistema de condensación. El nuevo revestimiento, mostrado aquí, mantiene su capacidad de estimular la formación de gotitas durante largos períodos. (Imagen: Cortesía de los investigadores)
Cuando los materiales utilizados en la actualidad para hacer superficies hidrófobas son expuestos a vapor a 100 grados centígrados, después de tan solo un minuto ya se aprecia que su eficiencia comienza a degradarse.
 aranasi y Paxson formaron parte de un equipo que presentó meses atrás un tipo diferente de material hidrófobo duradero, una cerámica especial. Ese material y el diseñado ahora tendrán ambos aplicaciones muy útiles, aunque en situaciones diferentes: El material anterior puede soportar temperaturas aún más elevadas, mientras que el nuevo recubrimiento debe ser menos costoso y más adecuado para su uso en centrales eléctricas existentes.
El nuevo recubrimiento se puede aplicar con facilidad a los materiales usados normalmente en los condensadores, y que suelen ser titanio, acero, cobre o aluminio. Además, la aplicación de dicho recubrimiento puede hacerse utilizando equipamiento convencional.
Otra ventaja del nuevo recubrimiento es que puede ser extremadamente delgado, de apenas una milésima parte del grosor de los recubrimientos hidrófobos convencionales. Eso significa que apenas se ven afectadas otras propiedades de la superficie subyacente, como su conductividad eléctrica o térmica, lo que mantiene sus cualidades positivas.
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