Pintura anti-hielo para palas de aerogeneradores.

Pintura anti-hielo de palas de aerogeneradores que comprende una pintura base que comprende un disolvente y un componente hidrófobo que comprende nanopartículas

, en la que la pintura base es una pintura de poliuretano de altos sólidos, y las nanopartículas son nanopartículas compuestas con forma sustancialmente esférica que comprenden un núcleo de sílice y un recubrimiento organosiliconado hidrófobo compatible con la pintura.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400193.

Solicitante: GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: YOLDI SANGÜESA,María, ORTIGOSA MARTÍNEZ,Rosario, MUÑOZ BABIANO,Almudena.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > C09D5/00 (Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliureas... > C09D175/04 (Poliuretanos)

PDF original: ES-2545675_A2.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

PINTURA ANTI-HIELO PARA PALAS DE AEROGENERADORES CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se encuadra en el campo técnico de los recubrimientos industriales para palas de aerogeneradores y, particularmente de las pinturas anti-hielo

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las palas de los aerogeneradores son elementos cuya aerodinámica es clave para el rendimiento del aerogenerador. En estaciones frías y en localizaciones de clima frío, las palas está expuestas a la formación de hielo en sus superficies externa. La acumulación de hielo, sobre todo en la zona del borde de ataque de hielo, conlleva efectos negativos, incluso sustanciales, en cualidades aerodinámicas de la pala que no sólo afectan al rendimiento energético del aerogenerador, sino también afectan a las cargas estructurales del rotor, generan vibraciones y desequilibrios en el funcionamiento del aerogenerador que implican un mayor desgaste de los componentes y, en caso acumulación extrema de hielo, pueden llevar a la parada forzosa del aerogenerador. A la vista de la gran velocidad y altura de las palas de hielo, también supone un peligro el desprendimiento y la caída a gran velocidad de trozos de hielo ya formados en las palas.

Para afrontar la formación de hielo en las palas del aerogenerador, se han ideado diversos sistemas, tales como sistemas anti-hielo y sistemas de deshielo, tanto activos como pasivos.

Uno de los sistemas anti-hielo pasivos es el recubrimiento de las palas con pintura anti-hielo, como por ejemplo pintura negra de fluoroetano que absorbe energía térmica durante el día y la libera durante la noche, calentando la superficie de la pala y contribuyendo a evitar la formación de hielo en cierta medida. Sin embargo, la eficacia de este tipo de pinturas está muy limitada, sobre todo en zonas con climas muy fríos o días de invierno muy cortos. Otro tipo de pinturas anti-hielo son hidrófobas y evitan la adhesión de agua a la superficie de la pala, y por tanto la formación de hielo. Sin embargo, este tipo de pinturas tiende a volverse poroso con el tiempo y pierden sus propiedades repelentes de hielo, y la pintura tiene que renovarse, lo que implica altos costes en sí y debido a que el aerogenerador tiene que pararse durante los trabajos correspondientes. Por otra parte, el incremento de la hidrofobicidad conduce a una reducción de las fuerzas de adhesión, lo que implica que pueden existir problemas de adhesión de la pintura a la superficie de la pala.

Pinturas anti-hielo para palas de aerogeneradores se describen, por ejemplo, en

ES2230913T3 y GB2463675A.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene por objeto superar los inconvenientes del estado de la técnica más arriba detallados, mediante una pintura anti-hielo de palas de aerogeneradores que comprende una pintura base que comprende un disolvente y un componente hidrófobo que comprende nanopartículas, en la que la pintura base es una pintura de poliuretano de altos sólidos, y las nanopartículas son nanopartículas compuestas con forma sustancialmente esférica que comprenden un núcleo de sílice y un recubrimiento organosiliconado hidrófobo compatible con la pintura.

En una realización preferente de la invención, el núcleo de sílice de las nanopartículas comprende humo de sílice. A su vez, la pintura base es una pintura de resina de poliuetano.

Preferentemente, las nanopartículas compuestas están presentes en la pintura base en forma de dispersión. Para ayudar a la formación de la dispersión, la pintura antihielo puede comprender un dispersante de sistemas no polares

En una realización de la invención, el disolvente es un disolvente orgánico de polaridad media

En ensayos comparativos realizados con la pintura anti-hielo de la invención y una pintura convencional empleada en aerogeneradores, se comprobado que la pintura antihielo de la presente invención presenta las propiedades de color, opacidad, brillo, adherencia, abrasión, oxidación, agrietamiento y deslaminación iguales que la pintura convencional, y una resistencia a la erosión por lluvia y propiedades anti-hielo sustancialmente mejoradas.

La invención también se refiere al uso de la pintura anteriormente descrita como recubrimiento de palas de aerogeneradores, y a una pala de un aerogenerador que comprende una superficie externa recubierta de la pintura anti-hielo anteriormente descrita.

MODOS DE REALIZAR LA INVENCIÓN

Ejemplo 1:

Se preparó una composición disolvente mezclando, bajo agitación magnética, un disolvente orgánico de polaridad media con un dispersante.

A la composición disolvente se añadió una aditivos de nanopartículas con núcleo de humo de sílice recubierto de un compuesto organosilicado y se mezclaron ambos componentes bajo agitación mecánica, para obtener una dispersión de nanopartículas.

La dispersión de nanopartículas se mezcló, bajo agitación mecánica, con una 5 pintura base estándar y un agente endurecedor, y se obtuvo una pintura anti-hielo conforme a la invención.

Ejemplo 2:

La pintura anti-hielo y la pintura estándar se aplico a respectivas láminas de material 10 convencionalmente empleado en palas de aerogeneradores, y se sometieron a ensayos para conocer sus propiedades de color, opacidad, brillo, adherencia, abrasión, oxidación, agrietamiento y deslaminación , resistencia a la erosión por lluvia y propiedades antihielo. Los resultados de los ensayos se exponen en la siguiente tabla:

Requisito

Método de ensayo

Pintura

estándar

Pintura

antihielo

Comparació

n

Propiedad

Categoría

Color

Propiedades físicas. Recubrimie nto curado

ISO 7224 í<1.51

AE=0.38

AE=0.48

OK

Opacidad

ISO 2814

150 pm

150 pm

OK

Birllo

ISO 2813 f <30")

4.62 GU

3.86 GU

OK

Adherencia

Propieda- des fisicoquímicas

ISO 4624(>5)

7.13 MPa

6.93 MPa

OK

Ensayo de erosión por lluvia

SAAB test

PASS

PASS

Mucho mejor. Resistencia más que el doble

Erosión Ensayo de erosión

ASTM G76

0.04 g/ 300 s

0.04 g/ 300 s

OK

Abrasión

ISO 4628-2

0 s(0)

0 s(0)

OK

Oxidación

ISO 4628-3

RiO

RiO

OK

Agrietamiento

ISO 4628-4

0 s(0)

0 s(0)

OK

Deslaminación

ISO 4628-5

0 s(0)

0 s(0)

OK

ANTI-ICING

EFFECT

Propieda

des

funcionales

WCA

WCA 102a

WCA 102,4a

Mejor

Evacuación de agua

Retención de agua:0.053

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Pintura anti-hielo de palas de aerogeneradores que comprende una pintura base que comprende un disolvente y un componente hidrófobo que comprende nanopartículas, caracterizado porque

la pintura base es una pintura de poliuretano de altos sólidos; las nanopartículas son nanopartículas compuestas con forma sustancialmente esférica que comprenden un núcleo de sílice y un recubrimiento organosiliconado hidrófobo compatible con la pintura.

2. Pintura anti-hielo, según la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo de sílice comprende humo de sílice.

3. Pintura anti-hielo, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la pintura base es una pintura de resina de poliuetano.

4. Pintura anti-hielo, según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque la pintura comprende un dispersante de sistemas no polares.

5. Pintura anti-hielo, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las nanopartículas compuestas están presentes en la pintura base en forma de dispersión.

6. Pintura anti-hielo, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el disolvente es un disolvente orgánico de polaridad media.

7. Uso de pintura anti-hielo definida en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 como recubrimiento de palas de aerogeneradores.

8. Pala de un aerogenerador que comprende una superficie externa, caracterizada porque al menos una parte de la superficie externa está recubierta de la pintura anti-hielo definida en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.