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• TFM – Ingeniería Industrial (UPNA)
  Daniel Aristu Ojer: Estudio de la corrosión por sales fundidas de carbonatos en recubrimientos por proyección térmica sobre acero inoxidable (junio, 2023)

El objetivo principal al comenzar el proyecto era utilizar las técnicas de desarrollo de recubrimientos para producir dos recubrimientos para dos componentes específicos de plantas CSP con el fin de aumentar su eficiencia y eliminar o reducir al mínimo algunos de los problemas principales que aparecen en estas centrales, haciendo la tecnología más competitiva. Para alcanzar este objetivo principal se definieron 3 objetivos específicos que eran necesarios para su consecución:

• Desarrollo de un recubrimiento de alta absortividad, barato, de fácil aplicación y que fuese capaz de aguantar las exigentes condiciones de trabajo de un receptor solar, con temperaturas por encima de los 600ºC y flujos solares 800 veces superiores a la radiación solar en la superficie.
• Desarrollo de un recubrimiento para tanques de almacenamiento de sales fundidas que eliminase los problemas de corrosión frecuentes en esta tecnología. Este recubrimiento tenía que ser capaz de resistir el ambiente altamente corrosivo dentro de estos tanques, que almacenan una mezcla de sales de nitratos a 565ºC capaz de reducir la vida útil del acero inoxidable de alta calidad a un tercio de la esperada.
• Evaluación del efecto de estas mejoras en el funcionamiento y en el coste de la energía en una planta CSP de torre convencional a partir de un modelo de planta basado en dos centrales comerciales.

Los resultados obtenidos han sido prometedores, sobre todo en una de las dos áreas de estudio dentro del proyecto (recubrimientos de alta absortividad y recubrimientos anticorrosión) y nos han permitido avanzar en el desarrollo de la tecnología y prever potenciales reducciones de coste de la energía (LCOE) generada por estas plantas en más de un 10%.

En términos de recubrimiento de alta absortividad, tras una fase de desarrollo iterativa en la que se probaron hasta 8 soluciones diferentes, se consiguieron absortividades de la solución superiores al estado del arte actual, llegando a medir valores por encima de 96%, siendo este un valor prometedor y con potencial. Además, el desarrollo del recubrimiento se realizó para una metodología de aplicación sencilla que permitía repintado con solo un spray. Sin embargo, en ninguna de las soluciones se consiguió superar las duras pruebas de durabilidad a las que se sometió a los desarrollos, no siendo estos capaces de aguantar la radiación solar 800 veces concentrada durante el tiempo suficiente para hacer la solución viable.

Por otra parte, los resultados en cuanto al recubrimiento de alta corrosión fueron mucho más prometedores, se consiguieron soluciones muy resistentes a entornos más corrosivos que el actual estado del arte (corrosión de sales de cloruros a 700ºC) con poca degradación del recubrimiento y prácticamente inertes ante la corrosión de sales de nitratos a 565ºC. Los resultados de esta rama del proyecto han abierto una línea de investigación en la que continuar para seguir su desarrollo, debido a su alto potencial de aplicación en este tipo de centrales y sus prometedores resultados.

Como conclusión, a pesar de no haber alcanzado el 100% de los objetivos planteados al inicio del proyecto, se han conseguido resultados muy prometedores que han abierto nuevas líneas de trabajo y se ha comprobado el alto impacto económico de estas soluciones desarrolladas en las plantas, reduciendo el coste de su energía por encima de un 20%. Además, este proyecto nos ha permitido a los socios colaborar y conocer otras entidades del espacio investigador de Navarra que seguro se traducirán en futuros desarrollos conjuntos y proyectos colaborativos, reforzando el entramado de la I+D de Navarra.