Grupo de Investigacion en Propiedades Radiativas de Materiales Research groups

Los datos de emisividad infrarroja de los materiales a altas temperatura son decisivos en un amplio espectro científico/tecnológico, tanto desde un punto de vista fundamental para la determinación de constantes ópticas como desde un punto de vista aplicado. El uso de estos  datos es de especial interés en aplicaciones tecnológicas en las que las transferencia de calor por radiación es crítica, como por ejemplo en el diseño y la producción de aleaciones avanzadas mediante procesos de última generación (fabricación aditiva) o en los colectores de energía solar. Teniendo en cuenta esto, el Grupo de Investigación de Propiedades Radiativas de Materiales de la UPV/EHU se propuso y fue capaz de diseñar, construir y calibrar un radiómetro de alta precisión para el estudio, inicialmente, de la emisividad de aleaciones aeronáuticas. Debido a la escasez de laboratorios que dispongan de instrumentos capaces de caracterizar la emisividad, y gracias al desarrollo de rigurosos métodos de calibración y cálculo de errores que permiten medir de manera precisa y fiable, el Grupo es hoy una referencia reconocida a nivel mundial. Desde 2013 los miembros del Grupo han tenido una producción científica de alta calidad (42 artículos en JCR (18 en Q1); 4 ponencias invitadas) enfocada en el estudio de aleaciones y propiedades estructurales, en cinéticas de oxidación in situ, en medidas de la temperatura en herramientas de corte y en la investigación de recubrimientos utilizados en colectores de energía solar a temperatura de servicio. También se han abordado temas de carácter más fundamental como la investigación del efecto skin anómalo en metales puros o la determinación de constantes ópticas y dieléctricas en materiales de interés tecnológico (BN, el grafeno blanco). A corto y medio plazo (5 años) se trabajará en los siguientes temas dentro de las Líneas de Investigación mencionadas:

1) Optimización de materiales para su aplicación en energías alternativas: Teniendo en cuenta las prioridades de los programas europeos, nacionales y autonómicos para el desarrollo de energías alternativas, el Grupo de Investigación ha tenido un aporte significativo en la optimización de materiales encargados de la captación y almacenamiento de la energía solar. Para ello, las propiedades termo-ópticas de los materiales a alta temperatura son cruciales, puesto que determinan las transferencias de calor por radiación, mecanismo principal de transferencia de calor en ese rango. La eficiencia de estas aplicaciones está estrechamente relacionada con el valor preciso de la emisividad en las condiciones reales. El Grupo continuará con esta línea e investigará recubrimientos selectivos multicapas y pinturas absorbentes de última generación. También se estudiarán las propiedades radiativas de perovskitas candidatas a ser utilizadas en generación fotovoltaica, así como células comerciales.

2) Instrumentación y métodos de medida de emisividad infrarroja: La imposibilidad actual de medir la emisividad infrarroja en líquidos supone un inconveniente para muchas aplicaciones tecnológicas (producción de aleaciones, fabricación aditiva, etc.), ya que apenas existen datos en la literatura. La contrastada experiencia del Grupo en la construcción de un radiómetro es un sólido punto de partida para terminar de construir y de calibrar un nuevo radiómetro en el que se puedan llevar a cabo medidas de emisividad en sólidos y en líquidos (hasta 1600 ºC en alto vacío). Esto aumentará las capacidades del laboratorio y lo ubicará como líder mundial en este campo.

3) Estudios fundamentales de las propiedades termo-ópticas de materiales: Estas propiedades se pueden relacionar con otras propiedades fundamentales de los materiales como la conductividad eléctrica y las frecuencias de vibración de los fonones. En esta línea de investigación se estudiarán dichas propiedades a partir de datos de emisividad infrarroja espectral direccional en función de la temperatura en cerámicos y metales.

Science field

Physical Sciences

Institution
University of the Basque Country (UPV/EHU)
RIS3 Priorities
  • Energy
  • Advanced manufacturing
Main researcher
Raquel Fuente Dacal
Address
ESCUELA DE INGENIERÍA DE BILBAO
How to arrive
Main research lines
  • Optimización de materiales para su aplicación en energías alternativas
  • Instrumentación y métodos de medida de emisividad infrarroja
  • Estudios fundamentales de las propiedades termo-ópticas de materiales