La Microturbina del Centro Regional Universitario Córdoba – IUA

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El impacto operativo estratégico inmediato sería la posibilidad de dotar a nuestro país de la capacidad de producir sus propios micro turbomotores térmicos.

Por Marcelo R. Cimino

En la actualidad, el Centro Regional Universitario Córdoba –IUA, lleva adelante el desarrollo de un prototipo de un microreactor de 500 Newton de potencia, encuadrado dentro del Programa de Investigación y Desarrollo para la Defensa (PIDDEF) 013 2016.

Como resultado de la convocatoria del Programa de Investigación y Desarrollo para la Defensa (PIDDEF) plurianual 013/2016 (1), referida al desarrollo de un microturborreactor básico de 500 Newton de empuje, la Universidad de la Defensa Nacional (UNDEF), través de su Centro Regional Universitario Córdoba –IUA (2), resultó seleccionada, desde ya hace unos años, para llevar adelante dicho emprendimiento dirigido por grupo de I&D del Departamento de Mecánica Aeronáutica de la Facultad de Ingeniería del Instituto Universitario Aeronáutico.

En 2004 el personal académico el, Instituto Universitario Aeronáutico (IUA), analizando información bibliográfica diversa y observando turbinas sencillas, comenzó estudiar desde el punto de vista termodinámico, el desarrollo de un ingenio propio, partiendo absolutamente de cero.

Tal es así, que se comenzó desde la ecuación misma y aunque nuestro país no ostenta tradición alguna de fabricar microturbinas, ni componentes para tal fin, comenzó el desarrollo de un ingenio autóctono.
Desde entonces se construyeron tres turbinas, con las cuales se fue estudiando el funcionamiento propio del sistema, comprendiendo la reacción de las partes críticas de cada uno de los componentes que lo integran, así ir logrando permanentes mejoras, con tecnología 100% propia. Es decir, la preciada tecnología de fabricación.

Microturbina de 500 Newton

En nuestro país no existe la infraestructura específica para afrontar esta clase de desarrollo, de allí que el verdadero desafío, es lograr dominar todo el paquete tecnológico necesario para la fabricación de estos ingenios. De esa manera poder disponer de nuevas herramientas de cálculo, en aras de seguir avanzando en aspectos aún por investigar.

Salvando las distancias con ingenios de mayor complejidad, el desarrollo de propulsores de este tipo no solo debe salvar el desafío termodinámico, dado que a su vez está intrínsecamente ligado a la nobleza de los materiales empleados en la construcción del mismo. Debido al componente de temperatura y su amplitud, puesto que en apenas segundos, hay elementos que pasan de temperatura ambiente a estar en 800°C. De allí que no solo hay que poseer procesos metalúrgicos especiales (por ejemplo; las cámaras de combustión son de aleaciones de cobalto), sino que es imprescindible lograr la constante productiva, es decir, la repetitividad en las propiedades de los metales requeridos para la producción, a través de un proceso estándar de fabricación.

En la actualidad, el IUA dispone de un Prototipo de Microrreactor Funcional que brinda 500 Newton de empuje, montado en un banco de ensayo también desarrollado por el Instituto. Dicha turbomáquina no es un modelo copiado, ni evolucionado de otra turbomáquina comercial. Tampoco utiliza componentes de otras turbomáquinas, sino que cada parte fue diseñada, desarrollada y construida completamente en forma específica por el Grupo de Trabajo a cargo.

En este aspecto hay que destacar la participación de varias PyMES nacionales (alrededor de 20 empresas proveedoras de insumos y servicios especializados), dado que en la gran mayoría de las veces, el costo de producción de los elementos requeridos, tienen un valor que ningún centro académico puede costear, aún con la asistencia del Estado. Siendo que más de una vez, ante el requerimiento de una pieza unitaria, nuestras PyMES entregan dos o tres piezas más. Tal vez para el desprevenido esta acción le parezca poca cosa, sin embargo demuestra que pequeños talleres especializados de mecanizado o microfusoras de origen familiar, no solo ponen en práctica verdaderamente su Responsabilidad Social Empresarial, sino que además traccionan el desarrollo nacional, con gran pasión y desinterés, cosa que grandes corporaciones lisa y llanamente no hacen.

El personal involucrado en el Desarrollo de este Proyecto consta de un grupo de 6 Ingenieros
pertenecientes al Instituto Universitario Aeronáutico. Alrededor de 20 empresas proveedoras de insumos y servicios especializados, adecuaron sus procesos para poder adaptarlos a los requerimientos inusuales del proyecto

En esta etapa, el objetivo del PIDDEF en curso, es validar con ensayos de banco el método de cálculo y los criterios de diseño y desarrollo empleados, así proyectar la futura aplicación de una versión operativa de motor para Ensayos de Campo. Los diseños de los componentes y de los procesos están definidos en gran medida, e implementados a nivel prototipo. Resta optimizarlos e industrializarlos para hacer viable el producto comercialmente, y así garantizar la confiabilidad necesaria durante su uso, mediante la implementación de un Plan de Ensayos adecuado.

El uso de las microturbinas de este tipo es muy amplio, abarcando tanto el ámbito civil como el militar, sea en uso aeronáutico o no aeronáutico. Puesto que su diseño puede utilizarse para diferentes aplicaciones como propulsor de UAV, propulsor en vuelo de planeadores en reemplazo de los remolcadores, sistema de secado de cereales, dispositivo anticongelamiento de cosechas, generador de corriente eléctrica, propulsor para sistemas híbridos, compresores, bombas, etc. Además, las conclusiones obtenidas pueden extrapolarse a modelos de mayor tamaño para aplicaciones a diferentes escalas.

La oferta comercial tiene un vacío de disponibilidad de turbomáquinas de entre 150 Newtons a 2000 Newtons, es justamente en esa franja donde innumerables desarrollos necesitan propulsores
En cuanto al equipamiento existente en el IUA, existe capacidad informática y software básico para realizar las tareas iniciales del Proyecto, y se prevé adquirir herramientas de cálculo y simulación avanzadas con los fondos del PIDDEF. Posee además un laboratorio con equipamiento suficiente para el ensamblado y ajuste de los motores.

Por último, según expresa el Grupo de Trabajo del IUA, disponer del conocimiento y la tecnología aplicada de las turbomáquinas térmicas, permitiría a nuestro país, formar parte de un grupo muy reducido de estados que poseen esta capacidad de desarrollo y fabricación. Como complemento, el desarrollo técnico y tecnológico alcanzado por profesionales y empresas proveedores, terminaría derramando sobre otros sectores. Todos los países dedicados al desarrollo de turbomáquinas son ejemplos de estructuras de I+D a seguir.

Varios Proyectos de UAVs se verían beneficiados directamente con los resultados de este PIDDEF. Actualmente es un elemento crítico muy difícil de conseguir. Basta intentar comprar algún microturbo equivalente en el mercado internacional, para darse cuenta que ninguno de los ofrecidos como propaganda se encuentra a la venta realmente.

(1) El Programa de Investigación y Desarrollo para la Defensa (PIDDEF) fue creado en el año 2008 y tiene como objetivo fortalecer la actividad de investigación, desarrollo e innovación mediante proyectos orientados a la obtención de soluciones verificables, demostradores y/o prototipos de nuevas tecnologías o nuevos usos, destinados a mantener, actualizar, incrementar y/o incorporar capacidades para la Defensa Nacional.

(2) El IUA depende orgánicamente de la UNDEF y presupuestariamente de la FAA. El ente ejecutor es el IUA y el patrocinador de los PIDDEF es el MinDef)

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La Microturbina del Centro Regional Universitario Córdoba –IUA

Por Marcelo R. Cimino

 

5 Comentarios

  1. Pasará a ser otro de tantos desarrollos, por el desarrollo mismo. Son tantos los (excelentes) desarrollos probados, pienso por ejemplo en la serie de bombas Dardo, especialmente la de gran precisión y alcance la Planeadora (a propósito había una versión con motor de propulsión) que quedan en eso: sólo experiencias. Pero nunca pasan a producción y a formar parte del arsenal de las FFAA. Recuerdo que incluso la ARA la ensayó en el Super Etendard.
    Con respecto a otros desarrollo de turbinas, recuerda la del Sr. Labala que hasta se probó en un avión Cessna transformado en turbohélice. Un avión cohete.

    • Veníamos bien hasta llegar al sr Labala. Me reservo la opinión en ese caso, porque no soy quien para matar mitos urbanos, aunque en este caso bien valdría la pena.

      Me atrevo a acercarle un link sobre un desarrollo mucho mas efectivo, más estudiado, menos problemático y aparatoso, actualmente en curso y que tal vez, la experiencia «Dardo» ayudó a simplificar muchas cuestiones inherentes en términos de burocracia. http://www.fullaviacion.com.ar/2019/09/19/proyecto-bomba-guiada-aldma/

      PD; El dueño del Cessna, con la turbina auxiliar de los 50. construida por su fabricante original (NO Labala) y luego modificada por el sr Labala, aún está esperando que alguien se acerque y se haga cargo de la vuelta a estado estándar de su aeronave. En tanto, avisar que los señores de la entonces DNA, ya se encuentran en estado de momificación, esperando se presente el sr Labala para validar o no, el ingenio por él modificado luego montado en la malograda Cessnita, la cual fue inocente y voluntariosamente prestada.

      Un cordial saludo
      Marcelo R. Cimino

      • Gracias por responder y las aclaraciones del caso.
        No conocía (y no conozco) los detalles y tejemanejes del Cessna turbohélice.
        (soy el anónimo de 1 mayo, 2020 at 10:32 pm)

  2. Excelente articulo Marcelo.
    Sabría decirnos si se piensa incorporarla en algún sistema de armas, ya sea bomba voladora o UAV?

    Desde ya, gracias

    • Hola Alejandro!

      Según contesta el responsable del proyecto, sería el paso lógico una vez concluidos los ensayos de banco. Tal vez, una aplicación simple y menos riesgosa, podría ser la implementación en un motoplaneador, así utilizarlo como plataforma de ensayo de vuelo. Todo depende de los fondos que se asignen al programa.

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