MX2014001213A - Recubrimiento absorbente selectivo de la radiacion y su proceso de obtencion a temperatura ambiente. - Google Patents

Recubrimiento absorbente selectivo de la radiacion y su proceso de obtencion a temperatura ambiente.

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Abstract

La presente invención esta relacionada con aplicaciones térmicas. Más específicamente, se refiere a recubrimientos empleados en metales, utilizados para la captación de radiación solar o iluminación artificial. Dicho recubrimiento busca mejorar la eficiencia en la recolección de energía solar, maximizando la captación de luz visible y minimizando la emisión de calor en el metal. Se describe el procedimiento que incluye la composición y obtención de dicho recubrimiento absorbente solar operando en el rango de temperatura baja y media de 25ºC a 300 ºC, y que se puede utilizar en dispositivos que generen calor a través de la radiación solar o iluminación artificial.

Description

RECUBRIMIENTO ABSORBENTE SELECTIVO DE LA RADIACION Y SU PROCESO DE OBTENCIÓN A TEMPERATURA AMBIENTE CAMPO DE LA INVENCION La presente invención está relacionada con aplicaciones Más se refiere a un recubrimiento absorbente selectivo empleado sobre utilizado para captación de energía solar y su conversión en energía Dicho recubrimiento busca la eficiencia en la recolección de energía maximizando captación de luz visible y minimizando emisión de calor en el OBJETO DE LA INVENCION La presente invención tiene como objeto presentar un proceso de obtención de un recubrimiento absorbente selectivo de la radiación solar a temperatura ambiente operando en el rango de temperatura baja y medía de 25 a y que se aplicar en dispositivos generen calor a través de la radiación solar o iluminación Además los diferentes usos y aplicaciones que le pueden dar al ANTECEDENTES Los recubrimientos absorbentes selectivos tienen el objetivo de aumentar la eficiencia de los colectores solares y en general se usan en aplicaciones Estos recubrimientos poseen un gran poder absorbente de la energía solar y características para disminuir las perdidas energéticas por radiación térmica en el infrarrojo Lo cierto es cualquiera que sea la los recubrimientos absorbentes selectivos juegan un papel Existen dos magnitudes denominadas absorbencia en el y emitancia en el infrarrojo para la evaluación de la eficiencia de los recubrimientos absorbentes Un recubrimiento tanto más eficaz cuanto a y menor sea Los recubrimientos selectivos para absorción eficiente de la energía solar y su conversión en calor se caracterizan por tener un espectro de reflectancía que cambia abruptamente en la longitud de onda donde intensidad de radiación solar se nula 2 de un valor muy bajo a un valor muy alto a por encima de longitud de onda que corresponde la región infrarroja del Esto garantiza que el calentamiento que adquiere el elemento metálico no se pierda por radiación Se conocen diversas patentes y solicitudes de patentes relacionadas con recubrimientos selectivos comúnmente los recubrimientos se conforman de un sustrato de material dieléctrico o al menos una capa metálica reflectora y al menos una capa y su aplicación directa es en tubos absorbentes colectores solares y en láminas absorbentes par paneles solares como en las patentes y la solicitud de patente la principal ventaja es la absorbancía superior al y una emitancia inferior a en el rango ríe los a los 550 Sin sus composiciones y métodos de obtención son muy por lo no serían rentables en industrias co la la puesto que tienen elevados costos de producción y por ende el precio producto Específicamente las invenciones descritas en las patentes ES2317796B2 ó reportan valores muy aceptables de absorbancia pero no así en cuanto a sus valores de dando lugar una relación de selectividad se descrito una gran de selectivos que utilizan formados por alguno de los siguientes Al o y como matriz cerámica los siguientes AÍN Para la eficacia de estos deben ser cubiertos con una capa de un con muy buenas cualidades transparentes como los siguientes ó donde dicha capa actúa como eí debe ser depositado sobre un metal que actúe como espejo lo que normalmente se consigue con Au A diferencia de otras patentes la temperatura de funcionamiento de la invención presentada entre la temperatura ambiente y 200 se reduce los costos de fabricación y es útil para su uso en otro tipo industrias y para aplicaciones no se requiera una elevada temperatura de invención presentada no se compone de múltiples y se obtienen muy buenos resultados reflejantes y ai mismo BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Sección transversal de un recubrimiento compuesto de substrato de material metálico y capa metálica que para ejemplificar se trata del corte transversal un tubo metálico Representa la sección transversal de un recubrimiento compuesto de un substrato material metálico y capa absorbente de la Valor de obtenida con el DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se caracteriza por conformarse de recubrimiento absorbente selectivo radiación un proceso obtención para Creo que sería mejor lo La presente se caracteriza por presentar procedimiento de obtención de un recubrimiento absorbente selectivo de la radiación solar a temperatura ambiente utilizando un procedimiento de recubrimiento comprende un substrato de material que puede ser no limitarse a presentar características dieléctricas o cerámicas y una capa metálica con características reflejantes y aplicada sobre el substrato que proporciona propiedades de baja y tiene diferentes por absorbente selectivo solar sobre superficies metálicas o substratos así como aplicaciones de forma enunciativa más no en la industria de alimentos en los procesos de producción ó como un producto textil en forma de tela o lulo para ser usados en parches o insertos en la industria Dicho substrato de material metálico puede tener superficies de diferentes configuraciones de forma y textura enunciativa más no limitativa Para usos y aplicaciones antes mencionados el recubrimiento absorbente selectivo de la radiación solar opera en el rango de temperatura y de temperatura ambiente 2o a suficiente para su uso en dispositivos que generen calor a través de la solar o iluminación se aplica para el calentamiento de agua y cualquier otro La invención propuesta comprende un proceso que contempla al menos una etapa de al menos una primera etapa de inmersión y reposo en solución acuosa al menos una primera etapa de menos una etapa de segunda inmersión en solución acuosa y al menos un etapa de segundo La invención propuesta se a un procedimiento para obtener un recubrimiento selectivo de la radiación solar utilizando un procedimiento de el procedimiento al menos una etapa de un proceso de decapado reposo en solución al menos una primera etapa de ai menos una etapa de inmersión en solución acuosa y menos etapa de En etapa de superficie metálica recubrir se con solventes que pueden ser más no limitarse a las siguientes mezcla de y para eliminar impurezas como polvo y algunas para eliminación de grasas y aceites que puedan estar presentes en la superficie para eliminar las grasas inorgánicas y recubrimientos recubrimientos diferentes a los Posterior a etapa limpieza se sumerge por primera vez en una solución acuosa de ácido fluorhídrico en un rango de concentración del ácido nítrico en una concentración del al Posterior a la de limpieza se somete el substrato a un proceso de decapado en una solución acuosa de ácido fluorhídrico un rango concentración del al as o ácido nítrico en una concentración del al En un Lapso de tiempo comprendido entre 8 y 16 la superficie a recubrir se deja reposar sumergido en ía Posteriormente se procede a etapa de enjuague con ser en la de se durante 9 y horas en solución acuosa de ácido crómico cuya concentración va de los a 300 y el ácido sulfúrico que tiene una concentración en el rango de 350 a obteniendo un recubrimiento óptimo entre las las y Este recubrimiento se genera aplicando los rangos indicados y con una temperatura ambiente los y y un rango de humedad de a puesto que arriba del rango crearía de en la se sumerge el substrato durante un periodo de 9 a 13 horas en una solución acuosa de ácido crómico cuya concentración va de los 200 a 300 y el ácido sulfúrico que tiene una concentración en el rango de los 350 a 450 obteniendo un recubrimiento óptimo entre las las y Este recubrimiento se genera aplicando los rangos indicados y con temperatura ambiente entre los y y un rango de humedad de puesto que arriba del rango crearía precipitación agua en la se retira el substrato con recubrimiento y se somete a un enjuague que puede ser con agua o con un líquido que remueva las el substrato metálico se recubre con una sola capa de óxido cromo que tiene características reflectantes y anti reflectantes El nivel de absorción en longitud de onda de a es de el nivel en la longitud de onda de 2 a 15 es de i El grosor de película obtenida de óxido de cromo es de Las pruebas realizadas al recubrimiento absorbente selectivo con una típica arroja espectro de elevada tal como se en la figura Corno observa la invención presentada tiene ventaja de ser un proceso sencillo pero no utilizado hasta el momento para resolver situaciones reducción de costos con su en industrias donde se requiere de calor de proceso en el proceso de producción y se usan mayormente los combustibles por se considera novedad por la simpleza pero con un grado de buenos Otra ventaja es que se pueden reutilizar los solventes y soluciones la de que se el uso de estos MODALIDAD PREFERENTE DE LA INVENCION El procedimiento puede utilizar un proceso adicional de para mejorar el considerando que las tubos y esferas pueden sin el no corno en el caso de los alambres o fibra no reduce drásticamente valores de la El procedimiento puede no utilizar este componente permite garantizar la limpieza del substrato no afecta en los valores de eficacia 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Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES Habiendo descrito de manera suficiente y ciara mi invención, considero como una novedad y por lo tatito reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas: L Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, conformado por un substrato metálico y al menos una capa metálica caracterizado porque dicha capa metálica posee características reflejantes y antírreí tejantes y su procedimiento de obtención incluye un proceso de decapado, conformado, conformado por un substrato metálico y al menos una capa metálica caracterizado porque dicha capa metálica posee características reflejantes y antírreíle jantes. 2. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, caracterizado poique se obtiene mediante un proceso que contempla aí menos una etapa de limpieza, al menos un proceso de decapado, ai menos una primera etapa de enjuague, al menos una etapa de segunda inmersión en solución acuosa y al menos una etapa de segundo enjuague. 3. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 1, caracterizado además porque dicho substrato de material metálico tiene superficies de diferentes formas y texturas tales como lisas, rugosas, tubos7 láminas, alambres, filamentos, esferas, etc. 4. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha capa metálica se compone de óxido de cromo, 5. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 2, caracterizado además porque dichas etapas se desarrollan a una temperatura ambiente entre los 20°C y 40°C y un rango de humedad de 0%HR a 80%HR. 6. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 2, caracterizado además porque en la etapa de limpieza la superficie metálica se recubre con solventes que de forma enunciativa, más no limitativa son una mezcla de silicatos, fosfatos, carbonates y sulfates, íríeloroetileno y acetona 7. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso ue obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación ó, caracterizado además porque en la etapa de limpieza puede no utilizarse acetona. 8. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 2, caracterizado además porque en la primera etapa de inmersión la solución acuosa es ácido fluorhídrico en un rango de concentración del 0% ai 5% más ácido nítrico en una concentración del 5% al 15% 9. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 2 y 8, caracterizado además porque en la etapa de reposo la superficie a recubrir para inmerso de 8 a unos le minutos 10. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente según la reivindicación 2. caracterizado además porque en la etapa de primer y segundo enjuague s lleva a cabo con agua o con un líquido que remueva las impurezas 11. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 2, caracterizado además porque en la etapa de segunda inmersión la solución acuosa es ácido crómico cuya concentración va de ios 200 g/L a 300 g/L y ácido sulfúrico que tiene un concentración en el rango de los 350 g/L a 450 gtLy se sumerge durante 9 y 13 horas. 12. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 2, caracterizado además porqu en la etapa de enjuague se lleva a cabo con agua o con un liquido que remueva las impurezas. 13. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según la reivindicación 2, caracterizado además porque se reutilizan los solventes y las soluciones utilizadas. 14. Re ubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además porque el recubrimiento absorbente selectivo de la radiación opera en el rango de temperatura baja y media de 25 °C a 300°C. 15. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado ademas porque tiene funcionalidad en cualquier dispositivo que generen calor a través de la radiación solar o iluminación artificial , Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado ademas poique tiene uso en las aplicaciones tennosolares, de forma enunciativa más no limitativa, en la industria de alimentos, en ios procesos de producción ó como un producto textil en forma de tela o bilo para ser usados en parches o insertos en la industria textil. Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado ademas porque se utiliza para el calentamiento de agua y cualquier otro líquido en cualquier industria donde se requiera calor de proceso Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además porque no se requiere previamente un proceso de pulido, Recubrimiento absorbente selectivo de la radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además porque el nivel de absorción en la longitud de onda de 0.25 a LO mm es de 89%, Recubrimiento absorbente selectivo de l radiación y su proceso de obtención a temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además POfí]U€ vi nivel de reílectancía en la longitud de onda de 2 a 15 mih es de 21%. 21. Recubrimiento absorbente selectivo de l radiación y su proceso de obtención temperatura ambiente, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además porque el grosor de la película obtenida de óxido de cromo es de 200nm.
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