Supervisión precisa del estado de los motores aeronáuticos
La eficiencia de los motores a turbina de gas incrementa a medida que aumenta la temperatura del gas, lo que permite reducir significativamente el consumo de combustible y las emisiones de dióxido de carbono. Para lograr esta reducción, las piezas del motor se protegen con revestimientos de barrera térmica (TBC), los cuales son materiales cerámicos capaces de resistir temperaturas elevadas y minimizar la potencia térmica recibida por el sustrato. El proyecto STARGATE (Sensors towards advanced monitoring and control of gas turbine engines), financiado con fondos europeos, se puso en marcha con el propósito de desarrollar la tecnología necesaria para medir los parámetros críticos de las capas de aislamiento térmico a temperaturas de hasta mil seiscientos grados centígrados. Durante los tres años que duró el proyecto, el equipo investigador superó con éxito las limitaciones de los sensores existentes. Uno de los sensores desarrollados es un termómetro de radiación por infrarrojos, un instrumento nuevo que, a diferencia de los termómetros de rango de infrarrojos de longitud de onda corta, resulta especialmente adecuado para realizar mediciones sin contacto de la temperatura en las superficies de los TBC. Los materiales cerámicos son semitransparentes en la región de infrarrojos cortos de los espectros electromagnéticos, pero no así en el rango de infrarrojos largos. Además, los socios del proyecto STARGATE diseñaron y validaron un pirómetro de alta temperatura capaz de medir las propiedades termofísicas de los TBC. Concretamente, la conductividad térmica del revestimiento y el nivel de emisiones superficiales pueden medirse in situ con la turbina de gas en funcionamiento, cuyo rendimiento se optimizaría gracias a los valores indicativos obtenidos. Se espera que la tecnología STARGATE contribuya a mejorar la siguiente generación de motores aeronáuticos eficientes y no contaminantes. Hasta la fecha, a consecuencia de la incertidumbre en la medición de determinados parámetros críticos, las turbinas de gas se operan dentro de los márgenes de seguridad para evitar fallos mecánicos de las piezas. Gracias a la nueva tecnología de sensores, dichas piezas podrán operarse en una franja más cercana a sus límites de funcionamiento.
Palabras clave
Supervisión del estado de los equipos, motores aeronáuticos, sensores, mediciones de temperatura, STARGATE
