Uso de cerámicas basadas en óxidos para turbinas de gas
La necesidad de mejorar continuamente el rendimiento de las turbinas de gas exige el uso de nuevos materiales para los componentes vitales. Las superaleaciones que se utilizan en la actualidad han alcanzado prácticamente sus límites físicos. El proyecto CERCO ha estudiado las posibles ventajas de usar materiales cerámicos en turbinas de gas. Estas ventajas incluyen la posibilidad de aumentar la temperatura de entrada a la turbina hasta por encima de los 1.400°C. Una turbina de gases estacionaria totalmente operativa experimentaría en ese caso alrededor de un 20% de aumento en la eficiencia térmica y un aumento del 40% en la potencia de salida. Estos datos son válidos en comparación con un motor íntegramente metálico con componentes enfriados por aire. Con el uso de cerámicas también se preveía reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) a menos de 10ppm. Entre los principales obstáculos para un uso más amplio de las cerámicas estructurales en motores de turbina de gas se encontraba la puesta a prueba de los componentes en motores reales. Otro obstáculo añadido ha sido el desarrollo de materiales adecuados a condiciones de carga específicas. El objetivo global del proyecto CERCO fue usar materiales cerámicos para mejorar el rendimiento de pequeñas turbinas estacionarias de gas. Esto se consiguió reemplazando selectivamente componentes metálicos de la sección caliente por partes con cerámicas sin enfriamiento. Se desarrollaron composites de matriz cerámica basados en óxidos (CMC) usando recubrimientos de fibra y se caracterizaron para conocer su resistencia mecánica, densidad y comportamiento a altas temperaturas. También se desarrollaron técnicas de fabricación para prototipos complejos de turbinas tales como para una corona y una cámara de combustión. Los resultados de las pruebas indicaron que el material desarrollado se comportaba correctamente incluso usado a largo plazo a temperaturas de hasta 1.050°C. Por encima de esta temperatura, el material se degrada, aunque todavía podría utilizarse para aplicaciones de alta temperatura a corto plazo. Éstas incluyen toberas para cohetes y sistemas de protección térmica.
