Aislamiento microporoso de alta eficiencia para sistemas de pilas de combustible de óxido sólido
Antecedentes del cliente y desafío
Una empresa líder en ingeniería especializada en sistemas estacionarios de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) para generación distribuida de energía acudió a nosotros con un importante desafío de gestión térmica. Sus unidades SOFC estaban diseñadas para aplicaciones residenciales y comerciales ligeras de cogeneración (CHP), donde la eficiencia del sistema, la estabilidad del voltaje, el tamaño compacto y la temperatura superficial exterior son factores clave de rendimiento.
El cliente se enfrentaba a tres desafíos principales en el aislamiento del hot box: (1) lograr un aislamiento térmico de alta eficiencia en un espacio extremadamente reducido, ya que la carcasa del hot box dejaba un espacio mínimo para el aislamiento, mientras que la temperatura de la superficie exterior debía mantenerse por debajo de 60 °C a pesar de una temperatura interna de 750 °C; (2) adaptarse a estructuras internas complejas, incluyendo tuberías de pequeño diámetro, múltiples curvas, geometrías irregulares y diversos pasos de instalaciones; y (3) garantizar un rendimiento estable y fiable durante toda la vida útil del sistema.
Solución de Unicorn
Para facilitar la instalación en las complejas estructuras internas del sistema y ofrecer una elevada eficiencia térmica en todo el hot box, utilizamos paneles G1000 de alta resistencia para el soporte de carga en la base, aislamiento microporoso conformado a medida o en formato granular para los complejos sistemas de tuberías, y paneles TT 1000 Classic combinados con paneles flexibles SFlex alrededor del stack SOFC. Todos los productos están clasificados para un servicio continuo de hasta 1.000 °C, proporcionando una conductividad térmica ultrabaja y una resistencia mecánica suficiente a altas temperaturas.
Beneficios para el cliente
Minimiza las pérdidas de calor gracias a su conductividad térmica ultrabaja, contribuyendo a mejorar la eficiencia térmica global del hot box del sistema SOFC.
Reduce el espesor del aislamiento hasta en un 60 % en comparación con los materiales aislantes convencionales, permitiendo diseños de sistemas SOFC más compactos.
Se adapta a geometrías complejas del hot box mediante componentes mecanizados con precisión, paneles flexibles y granulados microporosos adecuados para superficies curvas, pasos de tuberías y espacios reducidos.
Ofrece estabilidad térmica y fiabilidad a largo plazo. La estructura microporosa inorgánica no contiene aglutinantes orgánicos, eliminando la degradación térmica y proporcionando una excelente estabilidad dimensional y térmica durante el funcionamiento continuo a altas temperaturas. Este diseño del material favorece una larga vida útil en aplicaciones SOFC exigentes.
Proporciona un excelente comportamiento frente al fuego en sistemas SOFC. La clasificación A1 como material no combustible garantiza el máximo nivel de seguridad contra incendios tanto para el sistema como para su entorno de funcionamiento.
Soporte de ingeniería – Nuestros ingenieros colaboran con los clientes desde el desarrollo del concepto hasta la validación del producto, proporcionando simulaciones térmicas, selección de materiales aislantes, apoyo en ensayos de prototipos y soluciones de aislamiento personalizadas. Este enfoque basado en la ingeniería ayuda a optimizar el rendimiento térmico y reducir los tiempos de desarrollo.
Panel de aislamiento microporoso para mejorar la eficiencia térmica de cucharas de acero
Antecedentes del cliente y desafío
Un reconocido fabricante chino de acero, que opera decenas de cucharas de acero, acudió a Unicorn con el objetivo de mejorar la eficiencia térmica de su sistema de aislamiento. El principal objetivo era reducir la temperatura de la carcasa de las cucharas y minimizar las pérdidas de calor sin aumentar el espesor del aislamiento existente.
Debido a las dimensiones fijas de las cucharas y a la capacidad de producción requerida, aumentar el espesor del aislamiento no era una opción viable. Por ello, el cliente necesitaba un material aislante de mayor rendimiento capaz de ofrecer una protección térmica superior dentro del espacio de instalación disponible.
La estructura original del aislamiento de la cuchara y las temperaturas medidas en la carcasa eran las siguientes:
Revestimiento de trabajo: 220 mm de corindón + 100 mm de bauxita.
Capa de aislamiento de respaldo: panel de fibra cerámica de 10 mm.
Temperatura medida en la superficie exterior de la carcasa: 315–330°C durante el funcionamiento normal, aumentando por encima de 380°C tras múltiples ciclos de calentamiento.
Solución de Unicorn
Unicorn sustituyó la capa de aislamiento de respaldo de fibra cerámica de 10 mm por TT 1000 Ironflex, un panel flexible de aislamiento microporoso desarrollado específicamente para aplicaciones industriales de alta temperatura.
En comparación con el aislamiento convencional de fibra cerámica, TT 1000 Ironflex ofrece una conductividad térmica significativamente menor a temperaturas elevadas, reduciendo la transferencia de calor desde el acero líquido hacia la carcasa de la cuchara, manteniendo el mismo espesor de aislamiento.
La solución proporcionó una mejora térmica significativa sin necesidad de modificar la estructura existente de la cuchara ni reducir su capacidad de trabajo.
Resultados de las pruebas
El cliente realizó un amplio seguimiento del rendimiento en varias cucharas de acero. Los resultados fueron muy significativos:
| Parámetro |
Antes (Fibra cerámica) |
Después (Panel Unicorn) |
| Temperatura del lado frío |
315°C – 330°C |
~260°C (prom.) |
| Temperatura máxima de la carcasa |
380°C+ |
<320°C |
| Validación en producción |
Operación habitual |
Más de 1.500 coladas |
Beneficios para el cliente
Mayor eficiencia térmica y reducción de las pérdidas de calor
La sustitución de la fibra cerámica convencional por aislamiento microporoso reduce de forma significativa la transferencia de calor a través de la carcasa de la cuchara. La disminución medida en la temperatura de la superficie demuestra una mejora del rendimiento térmico, ayudando a minimizar las pérdidas de calor sin incrementar el espesor del aislamiento.
Menor temperatura de la carcasa para mejorar la seguridad en el lugar de trabajo
La actualización del aislamiento redujo la temperatura exterior de la carcasa entre aproximadamente 50 y 80°C, disminuyendo el calor radiante alrededor de la cuchara y proporcionando un entorno de trabajo más seguro para los operarios.
Favorece una mayor estabilidad en el proceso de fabricación del acero
Al reducir las pérdidas de calor de la cuchara, el aislamiento microporoso ayuda a mantener unas condiciones térmicas más estables durante la manipulación del acero líquido. Esto contribuye a un proceso de fabricación más consistente, manteniendo al mismo tiempo la estructura y la capacidad de trabajo originales de la cuchara.
Posible prolongación de la vida útil de la cuchara
Las menores temperaturas de la carcasa ayudan a reducir las tensiones térmicas sobre la cuchara y las estructuras circundantes, lo que puede contribuir a ampliar los intervalos de mantenimiento, reducir los costes de mantenimiento y prolongar la vida útil del equipo.
