Desarrollo de recubrimientos poliméricos multicapa para aplicaciones antihielo y deshielo

Abstract

La formación de hielo sobre las superficies de los aviones, aerogeneradores, antenas o líneas de alta tensión puede causar impredecibles problemas de mantenimiento, que ponen en riesgo a los operarios y generan grandes pérdidas de productividad. Por esta razón, en estas últimas décadas se están investigando sistemas antihielo y de deshielo que eviten la formación de hielo o su eliminación. La presente investigación se centra en la caracterización y desarrollo de nuevos dispositivos con capacidad de prevenir y eliminar el hielo de superficies congeladas por efecto Joule. Para alcanzar este objetivo se propone un recubrimiento multicapa que consta de una capa interna con capacidad de calentamiento por efecto Joule y una externa que la aísle eléctricamente. La capa interna se basa en el desarrollo de recubrimientos poliméricos nanorreforzados añadiendo nanopartículas de carbono como grafeno (GNP) y nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT), empleando contenidos superiores al umbral de percolación eléctrica. La capa externa del mismo está basada en resina epoxi reforzada con nanopartículas de nitruro de boro (BN), lo cual permite obtener una capa aislante eléctrica con relativa elevada conductividad térmica. Finalmente, recubrimientos fabricados y optimizados fueron evaluados como sistemas antihielo y deshielo a diferentes temperaturas criogénicas, presentando alta efectividad. Estos dispositivos requieren un bajo consumo eléctrico cercano de 3 W para funcionar, presentando una rápida respuesta de deshielo.