El aislamiento multicapa supone una solución para el tratamiento de sustancias criogénicas, proporcionando el aislamiento necesario para la eficiencia y la seguridad en su gestión en áreas como instalaciones criogénicas o naves espaciales
A medida que el uso de sustancias criogénicas está revolucionando prácticamente todas las industrias, la capacidad de diseñar un aislamiento multicapa adecuado puede marcar la diferencia en el transporte y almacenamiento de estas sustancias.
¿Qué es exactamente un aislamiento multicapa, qué beneficios supone y qué criterios debe cumplir su diseño para lograr los mejores resultados? Desde nuestra experiencia en ingeniería criogénica, en Cryospain compartimos las principales claves.
¿Qué es el aislamiento multicapa?
El aislamiento multicapa consiste en un método de aislamiento que emplea varias capas para mantener temperaturas ideales en un espacio, recipiente o tubería.
También conocido como superaislamiento, se trata de una operación que busca reducir la pérdida de calor por radiación térmica, no siendo tan eficaz en pérdidas de calor por conducción o convección. Es, por tanto, a menudo empleada en instalaciones en vacío, como las tuberías criogénicas.
Mediante la colocación de una sucesión de materiales aislantes, se trata de evitar el intercambio térmico entre el interior y el exterior, pues el calor debe atravesar todas las capas antes de generar cambios de temperatura no deseados. En este sentido, existen diversas opciones respecto al número de capas que colocar y al tipo de material empleado, que deben ser consideradas en base a las necesidades de cada proyecto.
Aplicado al sector criogénico, el aislamiento multicapa se emplea en tanques de almacenamiento criogénico presurizados y en tuberías aisladas al vacío con el objetivo de mantener las temperaturas criogénicas adecuadas de la manera más eficiente posible.
De este modo, sustancias criogénicas ampliamente utilizadas en una gran variedad de industrias (LIN, LOX, LAR, GNL, LHe, LH2 y LNG, entre otras) quedan protegidas, logrando además un recorte en la energía necesaria para mantener las temperaturas.
La tecnología multicapa se une así a otros avances en aislamiento, como el alto vacío y el ultra alto vacío, para generar sistemas criogénicos cada vez más eficientes.
Aislamiento reflexivo multicapa
En el caso del aislamiento reflectivo multicapa, se emplean materiales de aislamiento diseñados para maximizar sus capacidades de reflejar la radiación térmica.
Estos materiales permiten el aislamiento al reflejar el calor, al contrario que otras opciones de aislamiento, que se fundamentan en su masa.
Su principal ventaja es contar con un espesor mínimo en comparación con otras fórmulas de aislamiento multicapa, rebajando asimismo el peso de estos sistemas.
Ventajas del aislamiento multicapa
- Minimizar pérdidas de energía. El aislamiento multicapa se orienta a mantener temperaturas óptimas minimizando la necesidad del uso de energía para lograrlo. Cada capa sucesiva de aislamiento reduce la energía perdida, de modo que proporciona la elevada resistencia térmica necesaria para la gestión de sustancias criogénicas.
- Reducir riesgos asociados a fugas y roturas
- Evitar condensaciones o congelaciones en los equipos criogénicos
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Detalles técnicos del aislamiento multicapa
En el diseño de un sistema de aislamiento multicapa, hay al menos dos conceptos clave que deben tenerse en cuenta:
- Absorbancia: se trata de la capacidad de un material de reflejar la energía térmica e impedir, por tanto, que ésta afecte a la sustancia que quiere protegerse. De este modo, un material con una absorbancia térmica alta presentará propiedades reflectivas altas y, por tanto, será adecuado para el aislamiento multicapa.
- Emitancia: mide la capacidad de un material de radiar energía térmica, de modo que los materiales con baja capacidad serán preferibles para diseñar sistemas de aislante térmico multicapa.
Las propiedades de un aislamiento multicapa se miden mediante el coeficiente global de transferencia de calor U. Este coeficiente establece la tasa de flujo de calor por radiación Q que tiene lugar entre dos superficies paralelas con diferencias de temperatura, teniendo también en cuenta el área.
Además del tipo de materiales a emplear, en el diseño de aislamiento multicapa se debe tener en cuenta, a su vez, la cantidad de capas a instalar y su densidad, junto al espacio que potencialmente se va a dejar entre una capa y otra.
Todo ello con el objetivo de minimizar pérdidas energéticas y, a su vez, impedir que factores externos afecten a los valores de temperatura óptimos para las sustancias criogénicas.
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