13/09/2013 - Revestimientos de barrera térmica para incrementar la vida útil de motores

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Investigadores de la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos) crearon revestimientos de barrera térmica (TBC) autorreparables diseñados para mejorar la eficacia de los motores de turbina de gas. Estos TBC se ensayaron en motores destinados a la aviación, pero en principio podrían utilizarse en barcos, submarinos e incluso en la generación de energía eléctrica.

Los investigadores dedicados al proyecto SAMBA («Self-Healing Thermal Barrier Coatings for Prolonged Lifetime») se propusieron crear un sistema de aplicación de revestimientos cerámicos de TBC nuevos a las piezas más importantes de los motores. De este modo sería posible forzar los motores más allá del punto de fusión de sus componentes estructurales. Este aumento en la temperatura operativa logrado por medio de recubrimientos cerámicos permite ahorrar combustible y reducir las emisiones de CO2.

El funcionamiento de los motores depende de la fiabilidad de varios componentes esenciales recubiertos con un TBC. La rotura de este TBC puede generar una degradación más rápida de ese tipo de componentes, como los álabes, y en consecuencia provocar su apagado.

Los TBC cerámicos poseen la capacidad de reparar grietas pequeñas y por tanto alargar la vida útil de los recubrimientos en entre un veinte y un veinticinco por ciento y por tanto reducir considerablemente los costes de mantenimiento. También implicarían una reducción en la cantidad de recambios que se deben realizar durante la vida útil de una turbina.

En el trabajo de desarrollo y mejora de los TBC ejecutado por el proyecto participaron entidades industriales y académicas. Los nuevos recubrimientos cerámicos cuentan con una capa de dióxido de zirconio enriquecido con partículas pequeñas de molibdeno y silicio que dotan al recubrimiento de una capacidad de autorreparación. El silicio se oxida en el momento en el que se produce una grieta, la cual pasa a cubrirse con óxido de silicio. Este óxido reacciona con la capa de recubrimiento cerámico y crea un «relleno» estable.

La generación actual de TBC no posee capacidad autorreparadora, lo cual supone que los nuevos TBC autorreparables desarrollados por el proyecto SAMBA podrían traer consigo una revolución en el tratamiento que reciben los turbomotores. Los TBC podrían además aplicarse a cualquier campo en el que sea necesario mejorar la gestión de la temperatura y mejorar la eficiencia del motor con respecto al consumo de combustible.

El proyecto recibió 3,2 millones de euros de financiación en virtud del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea.

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Proyecto SAMBA

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