Un recubrimiento selectivo es la superficie óptica aplicada a un absorbedor solar que absorbe el 94–95 % de la luz solar incidente mientras reemite solo el 4–5 % en forma de radiación infrarroja térmica. Al suprimir las pérdidas por radiación, mantiene el rendimiento del captador a medida que trabaja más caliente, y es la mayor diferencia entre un captador moderno y uno pintado de negro.
¿Cómo funciona un recubrimiento selectivo?
Un recubrimiento selectivo aprovecha el hecho de que la luz solar y la radiación de calor ocupan longitudes de onda distintas. La radiación solar llega sobre todo entre 0,3 y 2,5 µm; un absorbedor caliente reemite en el infrarrojo térmico, aproximadamente entre 2,5 y 50 µm. El recubrimiento está diseñado para ser casi negro en la banda solar —absortancia (α) de 0,94–0,95— y casi un espejo en la banda infrarroja —emisividad (ε) de 0,04–0,05—. Así, el absorbedor capta casi toda la energía entrante pero solo reirradia una vigésima parte de lo que reirradiaría una superficie negra corriente, y eso es lo que permite a un captador con cubierta entregar agua a 60–90 °C con un rendimiento útil.
Recubrimiento selectivo o pintura negra: ¿cuál es la diferencia?
La pintura negra absorbe la luz solar casi tan bien como un recubrimiento selectivo, y después vuelve a perder esa energía por radiación. Su emisividad infrarroja de 0,85–0,90 hace que las pérdidas por radiación crezcan de forma pronunciada con la temperatura, lo que limita un absorbedor pintado a temperaturas de funcionamiento bajas.
| Superficie | Absortancia α | Emisividad ε | Uso típico |
|---|---|---|---|
| Pintura negra mate | 0,90 – 0,95 | 0,85 – 0,90 | Absorbedores de piscina, paneles sin cubierta |
| Cromo negro (electrodepositado) | 0,92 – 0,95 | 0,10 – 0,15 | Captadores de generaciones anteriores |
| Cermet pulverizado (clase TiNOx) | 0,94 – 0,95 | 0,04 – 0,05 | Captadores planos modernos, tubos de vacío, PVT |
El resultado práctico: a una temperatura de trabajo 50 K por encima de la ambiente, un captador plano con recubrimiento selectivo conserva una gran parte de su producción allí donde un equivalente pintado de negro ya ha caído a un rendimiento marginal.
¿De qué están hechos los recubrimientos selectivos y cómo se aplican?
Los recubrimientos modernos son cermets: capas compuestas de cerámica y metal de unos pocos cientos de nanómetros de espesor, depositadas sobre una banda de cobre o aluminio mediante pulverización catódica magnetrón (PVD) en líneas de vacío continuas de bobina a bobina. Los sistemas basados en titanio del tipo TiNOx son los más conocidos; una capa superior antirreflectante maximiza la transmisión solar hacia el conjunto de capas. Las tecnologías anteriores —cromo negro electrodepositado y aluminio anodizado pigmentado con níquel— lograban buena absortancia pero mayor emisividad, y la pulverización catódica las ha desplazado en los captadores de calidad porque es más uniforme, más duradera y no requiere los baños químicos de la galvanoplastia.
¿Se degradan con el tiempo los recubrimientos selectivos?
Los recubrimientos de calidad se diseñan para toda la vida útil del captador. La norma específica ISO 22975-3 somete muestras del recubrimiento a envejecimiento acelerado —ciclos de temperatura elevada, humedad y condensación— para demostrar 25 años de servicio sin deriva óptica significativa, y la estabilidad del recubrimiento vuelve a ponerse a prueba en los ensayos de estancamiento y exposición de la EN ISO 9806. Los parques reales lo confirman: los captadores planos de calidad alcanzan habitualmente 25 años de servicio con sus superficies de absorbedor originales. Lo que degrada un recubrimiento prematuramente no es el sol, sino la humedad acumulada dentro de una carcasa mal ventilada o dañada, y esa es una de las razones por las que las carcasas de los captadores tienen aberturas de respiración definidas.
¿Qué cifras del recubrimiento conviene comprobar antes de comprar?
Compruebe la absortancia, la emisividad y el rendimiento óptico resultante. Las fichas técnicas fiables indican α y ε de forma explícita; la ficha técnica del Solar Keymark muestra entonces lo que aportan como rendimiento certificado: un rendimiento óptico η0 de 0,75–0,82 para un buen captador plano, junto con los coeficientes de pérdidas térmicas. Un captador cuyo par α/ε sea peor que aproximadamente 0,94/0,05 renuncia a un rendimiento que no cuesta nada especificar correctamente, de modo que la clase del recubrimiento es una de las comprobaciones de calidad más rápidas que puede hacer un comprador.
Preguntas frecuentes
¿Por qué los absorbedores solares son azules y no negros?
El tono azul oscuro es un efecto de interferencia óptica de las capas de cermet pulverizado y antirreflectantes. La superficie es en la práctica negra en todo el espectro solar —absorbe el 94–95 % de la luz solar— aunque el ojo vea azul.
¿Ayuda un recubrimiento selectivo en días nublados?
Sí. El recubrimiento absorbe la radiación difusa exactamente igual de bien que la luz solar directa, y su baja emisividad importa aún más cuando el captador trabaja caliente con poca irradiancia. La ventaja de absortancia y emisividad se aplica con cualquier tiempo.
¿Puede un recubrimiento selectivo resistir el estancamiento?
Debe hacerlo: los ensayos de exposición y estancamiento de la EN ISO 9806 verifican exactamente esto. Los recubrimientos de cermet de calidad son estables muy por encima de las temperaturas de estancamiento de los captadores planos de 160–200 °C, y las variantes para tubos soportan el estancamiento de los tubos de vacío, que se acerca a 300 °C.
¿Qué es el TiNOx?
TiNOx es un nombre comercial muy extendido para los recubrimientos cermet pulverizados basados en titanio, con una absortancia en torno a 0,95 y una emisividad en torno a 0,04–0,05. Se ha convertido en sinónimo de toda la clase de recubrimientos selectivos PVD modernos.