Recubrimientos multifuncionales anti-hielo para componentes que operan en condiciones ambientales severas

Résumé

Los recubrimientos con propiedades superhidrofóbicas o hielófobicas se presentan como un método para combatir la acumulación de hielo sobre diferentes estructuras. En el presente trabajo se exponen nuevos métodos de preparación de dichos recubrimientos. Procedimientos que parten de la modificación de los sistemas actuales de pintado, por lo que son baratos de implementar, fáciles de escalar y evitan el uso de sustancias fluoradas. Todo ello características industrialmente interesantes. Las superficies hidrofóbicas y superhidrofóbicas han sido preparadas pulverizando nanopartículas de sílice funcionalizadas sobre la matriz polimérica parcialmente curada. Mientras que las superficies hielofóbicas han implicado el uso del método solgel para crear una capa heterogénea de gotas sólidas sobre una película de pintura aditivada con un alquil-siloxano. Todos los recubrimientos se han efectuado sobre sustratos de vidrio o plástico reforzado con fibra de carbono, aunque podrían aplicarse sobre otros materiales. Las superficies preparadas han sido caracterizadas mediante espectroscopía infrarroja, microscopía electrónica y de fuerza atómica, y mediante medidas de ángulo de contacto. Además, se han aplicado diversos ensayos estandarizados bajo norma, específicamente relacionados con el estudio del desempeño de estos recubrimientos. También se ha empleado un nuevo dispositivo que evalúa la capacidad hielofóbica de las superficies, el cual ha sido desarrollado y puesto a punto durante el transcurso de este trabajo. Los resultados muestran una reducción de la adhesión del hielo formado sobre la superficie de hasta el 80%, alcanzando valores inferiores a 100 kPa, el límite establecido para catalogar a una superficie como hielofóbica según la literatura científica. Asimismo, se ha llevado a cabo un estudio de durabilidad sometiendo las muestras a más de 100 ensayos consecutivos de adhesión de hielo.