Evaluación de las propiedades tecnológicas de materiales de mullita para su uso en energía solar térmica concentrada - Mocciaro, Anabella (2025)
La energía solar térmica de concentración (CSP) utiliza la irradiancia normal directa para concentrar la radiación solar y calentar fluidos, generando electricidad. Sus componentes, como las tuberías de transferencia de calor, requieren materiales con alta refractariedad, resistencia mecánica y a la corrosión. La mullita (3Al₂O₃·2SiO₂), por sus propiedades térmicas, mecánicas y químicas, es un material prometedor para estas aplicaciones. Este trabajo evalúa el efecto de la adición de óxidos de cobre (CuO) y manganeso (MnO₂) en la mullitización de mezclas de arcilla caolinítica y alúmina. Se formularon mezclas con 1, 3 y 10 % p/p de óxido, conformadas y sinterizadas a 1400 y 1500 °C. Los análisis térmicos y dilatométricos mostraron que ambos óxidos actúan como fundentes, adelantando la formación de mullita y mejorando la densificación, especialmente MnO₂. La difracción de rayos X reveló que los óxidos no se incorporan a la estructura cristalina, sino a la fase vítrea, reduciendo la porosidad (<5 %) y aumentando la densidad. En cuanto a propiedades ópticas, se obtuvo baja luminosidad (Y<8) con tonalidades oscuras, favoreciendo la absorción solar. Mecánicamente, el módulo de elasticidad aumentó hasta ~100 GPa. Los cerámicos, especialmente con CuO, presentan baja porosidad, estabilidad térmica y buen rendimiento mecánico, siendo aptos para tubos receptores en sistemas CSP.