Buscan mayor durabilidad de álabes de turbinas

El investigador del Instituto Tecnológico de Pachuca (ITP) —perteneciente al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)—, Edgar Ernesto Vera Cárdenas, comenzó a trabajar desde julio del año pasado un proyecto para alargar la durabilidad de los álabes de las turbinas en la industria aeronáutica para que sean más resistentes y más económicos en el sector.

El miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) mencionó que este proyecto fue financiado por el Centro de Energía y Desarrollo Industrial de Querétaro y el Centro Nacional de Tecnologías Aeronáuticas del Instituto Politécnico Nacional (IPN), para analizar la erosión y desgaste que sufren los álabes de las turbinas en la zona costeña de Oaxaca, donde se registran temperaturas de hasta 50 grados Celsius.

De acuerdo con el académico, el impacto de las partículas sólidas y líquidas sobre la superficie de los álabes provoca erosión, por lo que al modificarse la superficie de las palas también se altera el coeficiente aerodinámico y esto, a su vez, afecta la generación de energía eléctrica, ya que la velocidad del flujo del aire que pasa por las palas no es la misma por la rugosidad.

A través de pruebas de laboratorio que realizan con máquinas de desgaste, simulan las condiciones de erosión de las palas en las costas, por lo que también lo efectúan a cierta velocidad y temperatura para así detectar la manera de alargar la vida útil de las palas para que su producción de energía eléctrica no sea mermada.

Para este proyecto colaboran con el investigador dos alumnos de la maestría de ingeniería mecánica del ITP. Uno de ellos fabricó nuevas probetas en el Centro de Energía y Desarrollo Industrial de Querétaro con fibra de carbono, en sustitución de la fibra de vidrio que se emplea en la actualidad para construir este tipo de instrumentos.

Mencionó que cuentan con un recubrimiento que los protege de los rayos ultravioleta del sol y algunos impactos menores de partículas, pero no es suficiente, por lo que espera que en las próximas semanas sometan las probetas en las máquinas de desgaste en el IPN para medir su resistencia y así proponer nuevos materiales de fabricación.

Además, aseveró que otra de las ventajas de este tipo de materiales es que son más ligeros y no se corroen con tanta facilidad como la fibra de vidrio y aunque todavía no han establecido el tiempo de vida útil que puede durar la fibra de carbono en los álabes, esperan que pueda ampliarse entre 30 y 40 por ciento más de las actuales, cuya duración es de dos años en promedio.

Aunque la fibra de carbono es más costosa que la fibra de vidrio, el investigador sostuvo que se debe analizar el costo beneficio, pues tendrá mayor durabilidad y, por ende, se gastará menos en adquirir nuevas piezas.

Agregó que aún falta hacer pruebas en temperaturas de entre 40 y 45 grados Celsius y por ello continuarán con la vinculación con los centros de investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), pero también contemplan en un futuro asociarla con la industria privada.

Las pruebas que ha realizado solo están enfocadas en altas temperaturas, pero para las condiciones bajo cero aún no se han concretado, ya que el área de estudio se concentra principalmente en las zonas costeñas, donde los álabes también reciben el impacto de la arena.

Para la realización de este proyecto participan cinco investigadores de las tres instituciones, siendo Edgar Vera el único académico del ITP.

Los avances de esta investigación se darán a conocer en un Congreso de Aeronáutica que se desarrollará en Londres, Inglaterra, en junio próximo, además de que también buscan publicar los resultados preliminares en revistas científicas especializadas.