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 Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala

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oscarlivy



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MensajeTema: Nano turbinas en Argentina- Turbina Labala, y celdas de combustible.   Dom 5 Sep 2010 - 16:33

Premio Mercosur de Ciencia y Tecnología- Año 2004
NANO-TURBINAS AVANZADAS: Construcción y testeo de los dos primeros
Prototipos de una nueva tecnología de generación eléctrica portátil
Autor Principal: P. Florido. Comisión Nacional Energía Atómica (Argentina)
Otros autores: L. Juanicó. Investigador adjunto Conicet (Uruguay, residencia Argentina) y Kyu-Hyung Kyung, M. Rivarola y N. Silin* (resid. Argentina, Com.Nac. Energía Atómica).

Resumen
En el año 2001 este grupo de investigadores de Argentina y Uruguay que venía
trabajando en desarrollos innovativos nucleares con turbomáquinas1 creó el concepto de
nanoturbinas avanzadas (ηTA) para generación eléctrica de pequeñas potencias. Este
proyecto embrionario obtuvo ese mismo año Mención Especial del Premio Repsol-YPF
Entusiasmados por el eco recibido se continuó trabajando, obteniendo así un subsidio del organismo internacional de energía atómica (IAEA) 3 con el cual se montó un laboratorio de turbinas único en Argentina.
Se hicieron importantes avances durante estos tres años en el modelado, diseño y
rutas de fabricación de piezas tecnológicamente sensibles de la ηTA, lo cual se logró
sumando la cooperación de varios grupos de tecnología y capacidades fabriles
nacionales. Algunos hitos alcanzados al presente son:

Construcción de una facilidad experimental de caracterización según condiciones
ISO de turbinas de hasta 300 HP , donde se realizó la
Certificación según condiciones ASME 27 de la microturbina nacional GFL2000 4
Fabricación y testeo exitoso de la primera cámara de combustión de ηTA,
Diseño y construcción de un banco de pruebas de turboruedas, utilizado para
Diseño, fabricación y testeo de turboruedas de ηTA y para el
Testeo exitoso de turboruedas de turbocompresores comerciales.
Diseño del generador eléctrico innovativo de la ηTA.
Llegamos al presente a un punto de maduración del proyecto importante. De obtener
el apoyo de aquí solicitado, éste permitiría construir el primer prototipo de nanoturbina
avanzada para generación eléctrica portátil a partir de turboruedas de la industia
automovilística fabricadas en el Mercosur en gran escala, bajos costos y altísimas
calidades, un producto de innovacción tecnológica líder a nivel mundial, como
expondremos a continuación.

Perspectivas para Nuevas Tecnologías de Generación Distribuida
Hay una gran demanda de energía eléctrica distribuida en el rango de hasta 10
kilowats que se cubre naturalmente con sistemas portátiles. Más de 2000 millones de
personas en el mundo no tienen acceso a la energía eléctrica.5 La generación de
electricidad in situ puede ser una solución a corto plazo para mejorar la calidad de vida de los afectados por esa carencia; en la mayoría de los casos es una alternativa viable con respecto a la construcción de redes de distribución de energía eléctrica centralizada. Por este motivo en las áreas rurales se invierten más de 30 mil millones de dólares al año para la calefacción de hogares, baterías y sistemas precarios de iluminación, junto con generadores diesel.
Por otra parte, el desarrollo del mercado energético está condicionado por varias
tendencias y factores. Uno de estos factores más importante, con impacto a largo plazo,
son los crecientes costos externos relacionados con los factores ambientales .
Se considera que las tecnologías “limpias” están llamadas en un futuro a cumplir un
rol fundamental, para asegurar el desarrollo sustentable en nuestro planeta 8. Las
tecnologías emergentes de generación in situ pueden jugar un rol clave dentro del
mercado eléctrico distribuido. Las actualmente comerciales son las de microturbinas,
celdas de combustible, generadores eólicos y paneles fotovoltaicos. Otras tecnologías en
estado embrionario que posiblemente veamos en el futuro son las micromáquinas o MEM celdas de combustible con conversión directa de metanol , etc.
Pero las nuevas tecnologías “limpias” son actualmente prohibitivas por su alto costo
de inversión inicial (10-100 mil dólares por kilowat), no siendo competitivas por amplio
margen , y se limitan a ocupar pequeños nichos de mercado: protección catódica y
telefonía rural entre otros. Es común entonces que este mercado esté dominado por los
motogeneradores de combustión interna, de precios más accesibles (100-500 U$D/kW).
Sin embargo, esta tecnología presenta dos serias limitaciones respecto de su uso
“indoors”, originadas fundamentalmente en el tipo de combustible (hidrocarburos líquidos) utilizado: altos costos operativos y la emisión de gases tóxicos que limitan la expansión de este mercado. Otra típica limitación (hoy superada) se encontraba en los altos niveles de ruido generados por los motores de dos tiempos, típicos de estos equipos una década atrás. Hoy, el uso de motores de cuatro tiempos de bajo ruido junto con la integración de sistemas electrónicos (inverters) de potencia, en productos de costos intermedios (800U$D/kW) demuestra el esfuerzo puesto en satisfacer esta demanda hogareña .
Como consecuencia de todo lo anterior, existe un enorme mercado potencial de
consumo hogareño no satisfecho en la actualidad, que demanda algunos kilowats de
energía eléctrica y calor (calefacción, agua caliente) a costos de inversión y operación
razonables, que podría ser cubierto naturalmente con fuentes distribuidas de
cogeneración. Este mercado ha sido identificado por los especialistas 8 hace varios años.
El gas natural puede ser el paso intermedio entre la actual infraestructura del
mercado de energía y la futura energía renovable. Además, debe tenerse en cuenta que
los nuevos descubrimientos de yacimientos de gas natural y su disponibilidad proyectada
permiten considerar existencias en el mediano plazo 21. Desarrollando tecnologías
compactas que utilicen gas natural a altas temperaturas (permitiendo aprovechar los
gases calientes) se podrían obtener sistemas de cogeneración distribuida para el mercado hogareño con costos operativos razonables. Esta definición estratégica ha sido nuestro “puntapié inicial” para la elección de la tecnología de nTA, la de mayor potencial futuro a nuestro juicio.

Principales Actores del Mercado de Generación Distribuida
Siguiendo esta dirección en mayor o menor medida, han aparecido en los últimos años
nuevas tecnologías y productos orientados a satisfacer alguno de los diferentes nichos
dentro de este mercado. Los cuatro más importantes, orientados en orden creciente de
pertenencia con nuestra definición estratégica son:
Celda Combustible AirGen de Ballard Power Systems,
Celda Combustible General Electric,
Celda Combustible Hexis de Sulzer , y

Microturbinas Capstone.
Por su importancia en el mercado futuro a mediano plazo los desarrollaremos ahora.
Celda Combustible AirGen de Ballard Power Systems
Uso del AirGen como UPS en sistemas de computación
Se trata de una celda combustible tipo PEM desarrollada por Ballard Power Systems 14
que utiliza hidrógeno para generar electricidad a partir de la energía electroquímica
liberada al combinar una molécula de hidrógeno con dos de oxígeno. Como toda celda
PEM su principal fortaleza consiste en la nula contaminación ambiental producida (agua), mientras que su principal debilidad radica en el altísimo costo del combustible (hidrógeno 99.999%, hasta 10 dólares/Nm3). Además, al trabajar a bajas temperaturas, las PEM son las celdas que pueden arrancar y apagarse más rápidamente (un minuto) y como toda celda combustible, prácticamente no tiene partes móviles, lo que le confiere una intrínseca alta confiabilidad.
Combinando estas características, obtenemos un producto como el AirGen
pensado para satisfacer el nicho de mercados “indoors” que requieren calidad “premium” (99.99999%), asociado a sistemas de emergencia tipo UPS. Por ejemplo, estos sistemas se utilizan como “backup” en costosos centros de cómputos. Este producto de 1 kW y a un costo mayorista de 6,500 dólares (sin contar los cilindros de hidrógeno) y del tamaño de una PC hogareña, integra un completo sistema electrónico de backup o UPS.Celda combustible Plueg Power GenSys de General Electric
Esta celda PEM, desarrollada por la empresa PlugPower 15 apunta a un
mercado completamente diferente que la AirGen. Está diseñada para satisfacer la
demanda de un hogar promedio norteamericano, entregando 5 kW
eléctricos y 9 kW térmicos en cogeneración trabajando en forma continua. Para ello, se
incorporó a la celda PEM una unidad de conversión (o reformador) que obtienen hidrógeno a partir de gas natural.
El costo de la unidad completa, que es comercializada para el Mercosur por
CONUAR S.A. 16 a través de su unidad de negocios Energía Distribuida 17 es de 100 mil dólares, o de 20 mil dólares por kilowat, lo cual huelga de mayores comentarios respecto de su (falta de) competitividad en el Mercosur.
Celda combustible HXS 1000 de Hexis-Sulzer
Esta celda desarrollada por Sulzer Hexis 18 a diferencia de las dos anteriores
(PEMs) es del tipo SOFC. Su principal fortaleza, por la cual son consideradas las celdas
del futuro para aplicaciones estacionarias de gran potencia, radica en que pueden
producir internamente la conversión del gas natural en hidrógeno, dado que trabajan a
muy alta temperatura (1,000 ºC), y además los gases de salida poseen una gran energía
térmica que lo hacen aptos para una segunda generación a través de un ciclo combinado
o incluso, una turbina de gas 19. Por esto, pueden (y deben) trabajar en carga continua. El producto de Sulzer consiste en una unidad de cogeneración de 1 kW de electricidad y 2,5 kW térmicos (2,200 Kcal/h) de agua caliente. Su eficiencia eléctrica es del 25-30%, pero con cogeneración alcanza el 85%, lo cual demuestra la poderosa ventaja de este tipo de esquemas de generación distribuida alimentadas por gas natural. La siguiente imagen muestra las razones esgrimidas por Sulzer para apostar a esta tecnología; son
interesantes por cuanto compartimos la gran mayoría, aunque nuestra solución
tecnológica sea completamente distinta.
El HXS 1000 fue lanzado como prototipo a fines de 2001, estando proyectada la
primera serie precomercial (sólo se conseguirá en Alemania y Suiza) para fines del 2004.
Su costo puede estimarse (sobre las celdas actuales) en más de 10,000 dólares.
Microturbina de Capstone Turbine Corporation
Esta tecnología de microturbinas 20 fue la primera en poner a la calle un producto
comercial en 1998 y es el líder mundial con 2,400 unidades vendidas (de 30 y 60 kW),
siendo comercializadas en la región por CONUAR 17. Constituye un valioso antecedente de nuestra propuesta por varios motivos:

Sus costos (1,000 U$/kW) de capital están muy por
debajo de las “tecnologías limpias”.
Por ser una turbina, permite una gran versatilidad de
combustibles, y en particular gas natural.
Posee una sola parte móvil y rotativa, donde se monta el
turboeje y el alternador, lo cual permite bajos niveles de
vibración y ruido, y por consiguiente
Logra una gran robustez, con 40,000 horas de uso
continuo al primer hoverhault.
El uso de gas es una ventaja importante de la Capstone; el gas natural puede ser el
paso intermedio entre la actual infraestructura del mercado de energía y la futura energía renovable. La posibilidad de que los gases de escape de alta temperatura de una
turbina sean aprovechados en un esquema de cogeneración también es explotada en
muchas de las actuales aplicaciones de la microturbina Capstone, en unidades de
calefacción de calderas, refrigeración por ciclo de adsorción, etc.

Concepto de Nanoturbinas Avanzadas
En los últimos 60 años la evolución histórica de las turbinas ha estado dirigida
hacia motores cada vez mayores. Actualmente existen turbinas que exceden las 50
toneladas de empuje para propulsión de aviones y los 350 MW en generación eléctrica.
En la década del ´90, sin embargo, renace el interés por diseños en pequeña escala
motivados por aplicaciones militares, tales como el turbopropulsor del tanque M1
Abrahms. Nuevas aleaciones más resistentes a temperatura e inovaciones en
rodamientos ocurridas desde entonces nos permiten llegar al día de hoy con
microturbinas comerciales de entre 20 y 200 kW para generación distribuida con
eficiencias razonables (27 %). Dos aspectos técnicos de la microturbina Capstone antes
presentada nos permitirán entender mejor nuestra línea de diseño; estos son su alta
densidad de potencia mecánica y la naturaleza de su subsistema eléctrico/electrónico de
potencia. La microturbina Capstone genera una potencia mecánica de 30 kW en un
pequeño eje donde se montan la rueda del compresor y la de la turbina (derecha y centro
en la foto) junto con el largo generador de imanes permanentes que se observa a la
derecha. Todo el conjunto pesa menos de 10 Kg, y tiene unos 15 cm de diámetro. Para
poder generar esta elevada potencia, este eje gira en plena carga a 90,000 rpm. Si lo
comparamos contra las actuales turbinas de gas, de 350 MW de potencia, con ejes de
más de 2 m de diámetro y que giran a unos 1,500 rpm, la cuales están en la frontera de la tecnología de materiales (con álabes de 1 metro de estructura monocristalina),
entenderemos uno de los principales paradigmas de las turbomáquinas, que consiste en
la relación inversa que se da entre su potencia y su relación de costo específico.
Una ley de escaleo que todo ingeniero conoce (podríamos llamarla la ley de
gravedad de la economía de proyectos) dice que toda tecnología energética abarata
costos específicos (por unidad de potencia) cuando aumenta la potencia y por ende el
tamaño, de las unidades disponibles, estando la potencia y el costo específico en relación inversa. Así, toda tecnología innovadora llega a un estado de madurez en el cual mejora su competitividad económica por ahorros debido a la mayor escala conseguida. Esto es válido por ejemplo para las centrales térmicas de vapor, las centrales nucleares o los aerogeneradores.

Pero estrictamente considerando los turboejes, (el corazón de una turbina) estos
violan esta “ley de la gravedad”: a mayor potencia, se obtiene mayor costo específico. El principio de funcionamiento de un turboeje a reacción (como lo son las turbinas de gas) establece que la velocidad en la punta de álabes debe ser cercana a la del sonido. Por consiguiente, a mayor potencia requerida y por ende mayor masa del turboeje, éste
deberá girar a menores velocidades, obteniendo una menor potencia por kilogramo de
eje. De aquí, un turboeje de mayor potencia tendrá un costo por unidad de peso mayor.
Además del peso, en la consideración del costo especifico entran factores tecnológicos
que tambien son desfavorables para los grandes turboejes (fabricar un álabe de 1 metro
de largo es proporcionalmente más caro que uno de 10 cm), volviendo una vez más a
obtener una relación directa entre la potencia y el costo específico total del turboeje.
Aceptando el principio anterior para los turboejes, la pregunta que naturalmente
surge es: ¿Esta relación inversa de escaleo del turboeje, se extiende también a toda la
turbina? . La respuesta es que este escaleo se extendería a todo el conjunto dentro de un
rango de potencias en el cual la incidencia en el costo del turboeje sea preponderante
frente a los sistemas secundarios de la máquina (los cuales sí se escalean por la relación
inversa, como toda tecnología convencional). Pero este rango de potencias (pequeñas) no existe de hecho, si consideramos las tecnologías convencionales de turbinas,
aeroderivativas. Las turbinas actuales son máquinas muy complejas, y poseen muchos
sistemas auxiliares que penalizan el costo de las máquinas de pequeño tamaño,
volviendo costoso (y pesado) todo el sistema. Este hecho es la principal causa por la cual, por ejemplo, no existen aviones de hasta 4 plazas turbopropulsados, dado el elevado costo y peso que tendría su planta motriz.
Por otra parte, en la actualidad existe un nuevo concepto innovativo de turboeje de
230 Hp de gran sencillez creado por un inventor argentino, el Sr. Gustavo Labala, en las
primeras etapas comerciales de desarrollo. El Sr. Labala ha colaborado íntimamente con
la Comisión Nacional de Energía Atómica en proyectos tecnológicos que involucran
turbomáquinas innovativas1. Tomando estos conceptos de turboeje, y adosándole un
generador innovativo montado sobre el mismo eje es posible satisfacer el criterio anterior y crear un nuevo turbogenerador de pequeña potencia en el cual el costo de los sistemas auxiliares sea menor que el del turboeje, y el de éste, gracias a su elevada relación potencia/peso, se mantenga bajo, logrando un conjunto competitivo con los generadores portátiles actuales.
Volviendo ahora al turboeje de la microturbina Capstone: parece tener una buena
relación potencia/peso, ¿será ésta pues del tamaño adecuado buscado?. La respuesta
es negativa y para entenderla mejor entraremos en el segundo aspecto técnico de la
misma que mencionamos; su subsistema eléctrico/electrónico de potencia.
Si vemos en detalle el sistema de potencia de la Capstone, sumamente complejo,
notaremos que debió desarrollararse especialmente para esta máquina, siendo por lo
tanto costoso, pesado y de primera generación. La razón de esto es que todos los
electrogeneradores convencionales utilizan sistemas electrónicos diseñados para trabajar
con ejes de 1500 rpm o similares, no con 90,000 rpm. Los sistemas convencionales por
otra parte han tenido una considerable evolución durante 40 años (alcanza con ver un
motogenerador antiguo para apreciar la diferencia), lo cual aumenta la brecha con la
Capstone. ¿Existe entonces alguna tecnología convencional de conversión de señales de
alta frecuencia, tales como las manejadas por un turboeje de altas prestaciones
potencia/peso? La respuesta es sí, en el rango de hasta los 10 kW aproximadamente, y
se la encuentra aplicada por ejemplo en los sistemas convertidores de señal utilizados en
las fuentes de PC hogareñas, desarrollados para alimentar a los microprocesadores de
alta frecuencia.

Tecnología presente de Nanoturbinas
Otro aspecto considerado para definir las potencias de la nanoturbina propuesta,
fueron las actuales nanoturbinas de aeromodelismo. Estas nanoturbinas son de bajísimo
costo y pequeño tamaño, pero de aplicación totalmente marginal, principalmente en el
aeromodelismo por no ser aptas para generación de trabajo (son jets). Sin embargo,
queremos notar que son las máquinas portátiles con mayor densidad de potencia,
generando hasta 10 KW con un peso de 3 Kg, gracias a turboejes que giran a mas de
100,000 rpm.
La definición de nanoturbinas es propia de este proyecto y surge para distinguirlas
totalmente de las microturbinas como la Capstone, de tecnología muy diferente. Tampoco se las debe confundir con las de las máquinas, accionadores y motores que utilizan la tecnología de construcción de circuitos electrónicos, también llamadas nano-máquinas por muchos autores o MEM (micro electronical machines) 9,10.

Tecnología de Microturbina Avanzada Argentina
Hoy en día, esta tecnología está dando los primeros pasos en la inserción dentro del
mercado nacional e internacional, estando en trámite su patente de invención 4. Basa su
diseño en la drástica simplificación de los requerimientos de los sistemas auxiliares y en la operación simple de la máquina por el operador, características relevantes que permiten realizar un desescaleo de la potencia sin las pérdidas usuales de performance de la máquina por este hecho. Actualmente existen en funcionamiento ocho microturboejes de altas
prestaciones de 230 Hp con aplicaciones aeronáuticas (GFL2000), homologadas para uso aeronáutico experimental. Por otra parte la CNEA, en particular este grupo, ha llevado a cabo un trabajo de certificación de desempeño bajo condiciones ASME 27 de la turbina GFL 2000.
Turboeje GFL2000 en banco de ensayo e instalada en el avión Cessna 182

Potencialidades de la Tecnología de nTA
La primera cualidad de las nTA es su reducido tamaño y peso (menor que 5Kg), que
permitirá que una sola persona la pueda levantar y transportar según la necesidad del usuario.
En cierto modo podría decirse que en vez de ser transportables, como los generadores de motor alternativo, las nTAs serían portátiles.
Otra ventaja de las nTA (típica de las turbinas) es su versatilidad en la elección del
combustible, incluyendo gas natural. Las nTA podrán incluir un módulo de cogeneración al igual que las microturbinas actuales, favorecidas por la elevada temperatura de los gases de escape (600 ºC). El hecho de tener una sola parte móvil y rotativa, muy compacta, permite reducir drásticamente la contaminación acústica. Estas ventajas sumadas a la contaminación y costo de operación bajos con gas natural, convirte a las nTA en la tecnología más promisoria
para el mercado hogareño., compitiendo favorablemente con las celdas de combustibles antes vistas.

CARACTERÍSTICA OBSERVACIONES
Portátil - Alta relación de Potencia-Peso (1 kW – 3 Kg)
- Gran Transportabilidad
Flexibilidad - Distintos combustibles: nafta, diesel, gas natural
- Uso ”indoor” con gas natural
- Bajo nivel de ruido, permite uso “indoor”
Cogeneración - Sí, a partir de la temperatura de los gases de escape
- 90% eficiencia con cogeneración
Simple y Confiable - Bajo costo de operación y mantenimiento
- Fácil instalación y puesta en marcha
Costo - 500$/Kwe de capital
- Eficiencia eléctrica del 15% , 85% con cogeneración
- Menor costo operativo del mercado

Proyecto Nanoturbinas Avanzadas 2001-2004: Logros Alcanzados
Toda nuestra experiencia como investigadores-tecnólogos nos ha demostrado siempre
que para conocer a fondo una tecnología resulta fundamental “hecharle mano”. Trabajos
de ingeniería inversa y construcción de prototipos son parte de nuestro expertise en el
ámbito nuclear, propios de la Comisión Nacional de Energía Atómica. Cuando iniciamos
este proyecto en el 2001, partimos de una visión estratégica de mercado sobre la cual
creamos un nuevo concepto tomando elementos innovativos de la microturbina avanzada
argentina. Si bien el trabajo de modelado “físico” fue y continúa siendo importante era
imprescindible poder experimentar, como se hizo, directamente con turbinas:
Bryton Test Facility – Desarrollo de una facilidad de testeo de microturbinas
Se desarrolló íntegramente una facilidad de testeo de microturbinas (hasta 300 Hp) única en nuestro país por su alto grado de instrumentación que permite determinar que
cualquier punto de operación los parámetros fluidodinámicos y termomecánicos
completos., utilizada luego para la caracterización completa de la GFL 2000. A
continuación un resumen de las capacidades de nuestra facilidad, la cual alcanzó
estándares similares a los exigidos por las normas ASME 24.

Parámetros de proceso y variables medidas
Para certificar los parámetros termodinámicos de una turbina operando en un ciclo Bryton, tales como su eficiencia, consumo específico de combustible (SFC), relación de presiones, caudal de aire aspirado e índice de gases de escape, es necesario medir la energía suministrada y la potencia en el eje producida por la turbomáquina. Esta última se determina usando un freno dinamométrico de corrientes parásitas, y midiendo el torque y las rpm,
mientras que la energía suministrada se calcula del caudal volumétrico de combustible y sutemperatura.
Junto a éstos, otros parámetros medidos son:
• Presión y Temperatura del aire en la descarga del compresor.
• Caudal, Temperatura y Composición (SO2, NOX, O2, CO) de gases de escape..
• Presión de la cámara de combustión.
- Presión y Temperatura en ingreso y salida del agua de refrigeración del circuito
secundario.
- Presión y caudal del sistema de lubricación de aceite.
Descripción de la Test Facility
Esta formada por 6 subsistemas relevantes, mostrados en la vista general (figura 3) de la test
facility construida en el Complejo Tecnológico Pilcaniyeu.

El sistema de la turbina de gas: incluye el sistema de control de combustible, el de
control de la turbina, de descarga de gases calientes y de suministro eléctrico (figura 1).
Freno dinamométrico: sistemas de soporte y control (figura 2).
Sistema de refrigeración del freno dinamométrico.
Sistema de lubricación de aceite: para rodamientos del freno.
Sistema de calibración de presiones absolutas y y diferenciales.
Sistema de Suministro Combustible.
Figura 1. Sistema de Turbina de Gas Figura 2. Freno dinamométrico
Figura 3. Vista general de la Bryton test facility

Caracterización de la microturbina GFL 2000
Utilizando la facilidad desarrollada, se caracterizó por primera vez la microturbina GFL 2000, incluyendo el desarrollo de un sistema de control y seguridad digital. Los resultados obtenidos fueron ampliamente positivos; la relativa alta eficiencia demostrada por la GFL 2000 permitió
demostrar que se trata de un concepto superior al de los turboejes actuales de similares
potencias.La turbina fue testeada bajo condiciones nominales de diseño, aplicando el torque hastaalcanzar la máxima temperatura permitida por el fabricante (700 ºC) y bajo condiciones estacionarias. En las figuras 4 se observa la consola de contol y foto térmica de la turbina en operación a plena potencia.
Figuras 4. Consola de control y foto térmica a plena potencia.
Variable Incerteza deCalibración
Error de laCalibración
ErrorTotal
Caudal deCombustible 0.7 % max 0.94 % 1.15 %
Densidad deCombustible 0.1 % max 0.33 % 0.34 %
Torque 0.2 % max 0.25 % 0.32 %
Velocidad en el Eje 0.3 % max 0.22 % 0.34 %

Las incertezas de medición alcanzadas para las principales variables que afectan la eficiencia de acuerdo a las definiciones ASME, son mostradas en la siguiente tabla. Por el grado de exactitud alcanzado, cumplen los entándares requeridos según normas ASME 24 y son apropiadas para validar herramientas de diseño de detalle.
Diseño, construcción y testeo de la cámara de combustión de nTA
Se diseñó y fabricó la primera cámara de combustión de nTA, junto con su banco de prueba, habiéndose completado con éxito su testeo. A la derecha (abajo) una foto térmica del escape de gases en el espectro infrarrrojo de la cámara de combustión a plena potencia.La última versión de cámara de combustión fabricada y ensayada es idéntica a la requerida para el prototipo de nTA. Ésta cuenta con un diseño de primario y secundario que permite una operación limpia y estable dentro de un amplio rango de operación.
Para esta cámara se ha construído y ensayado con éxito un sistema electrónico de encendido a utilizarse en el prototipo de nTA.
Cámara de Comustión en foto espectro visible
Diseño, construcción y testeo de turboruedas nTA
Hemos diseñado y construido un banco de ensayo de turboruedas, donde se ensayaron los primeros prototipos de ruedas centrífugas. Utilizando el método innovativo de impresión 3D, se logró completar el diseño mecánico (desde el dibujo Autocad) hasta obtener matrices de colada en menos de 6 horas. Experimentamos, como era de esperarse, varios problemas metalúrgicos en el proceso de fabricación de las piezas. Si bien son estos todos solucionables
en el largo plazo, constituían entonces una amenaza en nuestro proyecto. Este proceso ha demostrado ser apto para el diseño y cosntrucción de las piezas estacionarias de la nTA, pero por razones de tiempo y esfuerzos se decidió buscar otras alternativas para las ruedas del compresor y la turbina. Por este motivo, decidimos cambiar el enfoque inmediato,concentrándonos en nuestras fortalezas como diseñadores. Analizamos el universo de turbomáquinas de pequeña potencia disponibles; habiendo descartando las nanoturbinas de aeromodelismo (por ser turbojets), nos volcamos hacia los turbocompresores de la industria de automóviles. Las motivaciones fueron varias:
Son las turbomáquinas fabricadas en mayor escala del mundo, lo que asegura obtener
costos mínimos y máxima disponibilidad y poseen velocidades de giro similares a las
buscadas.
Son fabricados bajo las normas de calidad más exigentes y actualmente se construyen
en las mismas aleaciones (base níquel) que requieren nuestra nTA.
Un ejemplo sencillo sirve para ilustrar lo anterior: el precio de un turbo Fiat Palio completo en un distribuidor nacional es de $1,000; son fabricados por Garret (y otros) para el Mercosur en su fábrica de Brasil en escalas de más de 20,000 por año. La pregunta que surge de esta
elección es ¿pueden utilizarse estas ruedas de turbocompresor en un turbogenerador?, o mas bien como diseñadores: ¿podemos construir algún turbogenerador a partir de estas ruedas?.
El universo de todos los turbocompresores para autos y camiones es muy amplio y se pueden obtener sus curvas de desempeño. Estudiando éstas entre otros factores, elegimos las que lleva el Fiat Palio, y las hemos probado en el banco de ensayo montado con muy buenos
resultados al presente. El éxito inicial obtenido nos permite hoy salvar este punto delicado de nuestro proyecto. Usando el printer 3D se ha facilitado el proceso de diseño mecánico, obteniéndose en pocas horas las matrices para colada en aleaciones de aluminio, material con el que se conforma el 95% del cuerpo de la nTA. En la foto se observa la matriz de impresión de la voluta de gases de escape, y el positivo de la misma.Negativo y positivo de la voluta de gases escape, obtenidas por impresión 3D y colada en aluminio
Se construyó un banco de pruebas para caracterización de turboruedas. Este sistema
proporciona un flujo de aire bajo condiciones conocidas y estables por medio del soplador y pulmón que se aprecian en la foto izquierda. Se ensayaron ruedas de fabricación nacional,
fabricadas con la ayuda de diversos laboratorios de CNEA, y también de un turbocompresor comercial utilizado por el Fiat Palio mostrada en la siguiente foto, con resultados muy alentadores.

Rueda de un turbocompresor comercial para Fiat Palio
Banco de pruebas de turboruedas
Desarrollo de un código de Diseño de Generadores de imán permanente
A través del entrenamiento en programas de simulación de generadores de imán permanente llevadoa cabo por un miembro del staff en el MIT (Massachusset Institute Technology, USA)
se logró desarrollar un código de cálculo con el cual se diseñó el generador de imán
permanente a utilizar para convertir la energía mecánica entregada en el eje por el turbogrupo, en energía eléctrica. El concepto utilizado en la nTA se basa en un generador axial (no radial)
al igual que el ensayado en el MIT, el cual permite disminuir fuertemente las solicitaciones
mecánicas derivadas de fuerzas centrífugas.
Diseño de la Nanoturbina Completa
El trabajo de diseño fluidodinámico del conjunto turbomotor completo (compresor + cámara de combustión + turbina) fue plasmado mediante la elaboración de un código de diseño 1-D,
habiendo sido el mismo validado contra los parámetros de funcionamiento de la microturbina
GFL 2000 ensayada en nuestro banco de pruebas. Para dicho codigo se ha tomado especial cuidado en poder reproducir los parámetros fluidodinámicos y termomecánicos en forma consistente y errores acotados aptos para el diseño (Velocidades, Temperaturas, Presiones y consumo de combustible). Mediante esta herramienta de diseño fue realizada el completo diseño fluidodinámico y termodinámico del primer prototipo de la ηTA. Junto con el diseño
mecánico (completo al grado de detalle) de la ηTA (ver foto). Sus partes están siendo
fabricadas y ésta se encuentra en la primera fase de ensamble, lo cual constituiría el próximopaso de nuestro proyecto.

Actual diseño de la ηTA en etapa de construcción de sus partes y ensamble

Nuestra Propuesta
Se propone aquí avanzar en el desarrollo de la tecnología de nTA para la generación de
energía eléctrica, llevando este proyecto a un nuevo nivel, como sería la fabricación
completa del primer prototipo. La nTA tiene su base en otras tecnologías modernas:
Utilización de sistemas de control digital y de electrónica de potencia comerciales,
propios de tecnologías de computadoras, para abaratar costos y sumar confiabilidad
en estos sistemas.
Utilización de ruedas de turbocompresores de la industria del automóvil, para abaratar
costos y lograr alta confiabilidad y accesibilidad de insumos críticos.
Utilización de imanes de última generación para desarrollar un generador específico
para este uso (de altas revoluciones) muy compacto y acoplado sobre el mismo eje
de la turbina
Estas soluciones junto con la eliminación de varios sistemas sistemas auxiliares de las
turbinas convencionales mediante el diseño innovativo adoptado permitirán resolver el
paradigma actual de las turbomáquinas que impide su scaling down: a menores potencias el conjunto turboeje posee mayor densidad de energía y menor costo específico, pero la penalización introducida por los sistemas auxiliares dan vuelta esta ecuación.
Esta propuesta tiene una alta probabilidad de éxito considerando:
La maduración tecnológica alcanzada, fruto del trabajo en los últimos 3 años en
este Laboratorio (DAEE) del Centro Atómico Bariloche.
El respaldo de la Comisión Nacional de Energía Atómica, y del Instituto Balseiro,
del cual todos los autores de esta propuesta son docentes-investigadores,
sumando el aporte de alumnos de grado y posgrado de la carrera de Ingeniería
Nuclear 22,23
Las facilidades experimentales desarrolladas y disponibles, junto con
Las tecnologías y capacidades disponibles en el ámbito de C&T del Mercosur.
El cronograma se cumpliría en el plazo de un año según el siguiente diagrama de Gantt:
25
Empresas a las que se entiende podrá estar destinado el Proyecto
Esta nueva tecnología tiene muchas chances de alcanzar a ser competitiva frente a las
actuales alternativas para satisfacer el mercado potencial de generación distribuida. La
suma de su alta portabilidad y flexibilidad de combustible, bajo costo de operación y de
mantenimiento, bajo nivel de contaminación y posibilidad de alcanzar altísimas eficiencias
con cogeneración térmica, permite reconocer en ésta a una tecnología con todos los
requerimientos para crear su propio mercado (mercado de pequeños cogeneradores
hogareños), siendo por tal una tecnología disruptiva.
Como toda tecnología innovativa en estado embrionario, es deseable que el producto
pueda evolucionar dentro de algún nicho de mercado, hasta poder alcanzar el estado de
madurez requerido para ser lanzado al gran mercado masivo propuesto.
Se reconocen como primeros nichos de mercado a los siguientes:
Pequeños generadores portátiles de uso continuo: Empresas Transportadoras
de Gas e Hidrocarburos, principalmente utilizados para protección catódica. El
objetivo aquí es fabricar generadores cuya vida útil sea de al menos un año: de
esta forma se podría utilizar los mantenimientos anuales programados para
recambiar la unidad completa (su costo de capital y de operación muy inferior a las
opciones actuales lo tornarían viable). Este mercado es hoy prácticamente cautivo
de los termogeneradores, con precios del orden de 100,000 U$D/KW instalados y
muy bajas eficiencias (5%). Sin embargo, a pesar de los altísimos costes de estos
equipos, este mercado cautivo suma un millón de dolares anuales en nuevos
equipos, contando solamente el mercado local (Argentina).
2. Pequeños generadores portátiles de uso esporádico: Empresas de Radio
Telefonía, alimentando a estaciones transmisoras remotas. Algunos de los
productos que actualmente satisfacen este mercado coinciden con el anterior
26
mercado, y en otros (teléfonos S.O.S. de autopistas, por ejemplo) se utilizan
actualmente sistemas fotovoltaicos en general. En estos casos, al elevado coste
de los paneles (5,000 U$D/kW) se debe sumar el importante incremento (hasta
100%) que ve el sistema de generación completo, debido a la necesidad de utilizar
bancos de baterías para disponer de la carga en cualquier momento.
Luego de madurar en uno de estos nichos, esta tecnología podría alcanzar la madurez
necesaria para ser disruptiva dento del mercado hogareño, satisfaciendo un esquema de
generación distribuída de electricidad y calor a partir del gas natural. Este mercado podría primero llenarse en zonas rurales y countries, actuales clientes de generadores
convencionales, y luego evolucionar hacia el gran mercado hogareño, en cuyo caso
revolucionaría el sistema de distribución eléctrica tal cual hoy lo conocemos.

Conclusiones
Esta nueva tecnología de existir, tiene muchas chances de ser competitiva en el
mercado de generación distribuida de pequeñas potencias. La suma de su alta
portabilidad y flexibilidad de combustible, bajo costo de operación y de mantenimiento,
bajo nivel de contaminación y posibilidad de alcanzar altísimas eficiencias con
cogeneración térmica, permite reconocer en ésta a una tecnología con todos los
requerimientos para crear su propio mercado, siendo por tal una tecnología disruptiva.

Referencias
Proyecto Sigma de Enriquecimiento de Uranio. Patentes en trámite Nº 337775 y P9901-
02053, publicado en diario Clarin, año 2001.
Premio RepsolYPF del IAPG a la Innovación Tecnológica, noviembre 2001.
IAEA ARG 4086 TC Project. Subsidio otorgado en 2002 por IAEA al Grupo DAEE-CNEA.
Turbina GFL 2000 desarrollada por el Sr. Gustavo Labala, Patente en trámite.
Distributed Generation in Developing Countries Edward M. Petrie and H. Lee Willis
(ABB) and Masaki Takahashi (World Bank)
Distributed Generation from Baseload to Backyard, Chapter 20, International Electric
Power Encyclopedia, PennWell, 1999.
Changing Climate in the Energy Sector –a new Wave of Sustainable Investment
opportunities Emerges SAM (Sustainable Asset Management)
Living in One World. Sustainability from an Energy Perspective. Published by the
World Energy Council, 2001.
Demostration of a Microfabricated high-speed turbine supported on gas bearings. Luc
Fréchette et al., Solid-State Sensor and Actuator Workshop, Hilton Head Is., SC, June -
8, 2000.
Turbines on a dime. The American Society of Mechanical Engineers, 1997.
Technical advances improve the potential for a fuel cell which eliminates the need to
store or generate hydrogen. Abil 2001, www.ott.doe.gov/success.html.
Federal Energy Reseach and Development for the Challenges of the Twenty-First
Century, Energy Research and Development Panel, The President’s Committee of
Advisors of Science and Technology, noviembre 1997.
Honda Motors Argentina (www.hondamotor.com.ar),.
www.ballard.com
www.plugpower.com
www.conuar.com
www.enedis.com ó infogd@enedis.com
http://www.hexis.com/eprise/SulzerHexis/Sites/Fuelcell/HXS1000/HXS1000.html
http://www.powergeneration.siemens.com
www.capstoneturbine.com
Gas perspective Reports International Gas Union for the Kyoto Council Meeting,
October 2-5, 2000, Kyoto, Japan
Tesis de grado en ingeniería nucelar de Frascisco Lallala, Instituto Balseiro, 2004.
Tesis de posgrado en ingeniería nucelar, Instituto Balseiro en curso desde 2002 de
Kyu-Hyung Kyung.
www.egarret.com
www.turbodriven.com
www.hostel.co.uk
Norma ASME PTC 22-1997 (revision de la ANSI/ASME PTC 22-1985) “Performance
Test Code on Gas Turbines”.



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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Dom 5 Sep 2010 - 16:50

se completo el texto


Última edición por oscarlivy el Lun 6 Sep 2010 - 0:43, editado 3 veces
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Dom 5 Sep 2010 - 18:17

oscarlivy escribió:
oscarlivy escribió:
Premio Mercosur de Ciencia y Tecnología- Año 2004
NANO-TURBINAS AVANZADAS: Construcción y testeo de los dos primeros
prototipos de una nueva tecnología de generación eléctrica portátil
Autor Principal: P. Florido. Comisión Nacional Energía Atómica (Argentina)
Otros autores: L. Juanicó. Investigador adjunto Conicet (Uruguay, residencia Argentina) y
Kyu-Hyung Kyung, M. Rivarola y N. Silin* (resid. Argentina, Com.Nac. Energía Atómica).

Resumen

En el año 2001 este grupo de investigadores de Argentina y Uruguay que venía
trabajando en desarrollos innovativos nucleares con turbomáquinas1 creó el concepto de
nanoturbinas avanzadas (ηTA) para generación eléctrica de pequeñas potencias. Este
proyecto embrionario obtuvo ese mismo año Mención Especial del Premio Repsol-YPF 2.
Entusiasmados por el eco recibido se continuó trabajando, obteniendo así un subsidio del
organismo internacional de energía atómica (IAEA) 3 con el cual se montó un laboratorio
de turbinas único en Argentina.
Se hicieron importantes avances durante estos tres años en el modelado, diseño y
rutas de fabricación de piezas tecnológicamente sensibles de la ηTA, lo cual se logró
sumando la cooperación de varios grupos de tecnología y capacidades fabriles
nacionales. Algunos hitos alcanzados al presente son:
Construcción de una facilidad experimental de caracterización según condiciones
ISO de turbinas de hasta 300 HP , donde se realizó la

no me deja copiar el informe completo, lo recorta. Si alguien de los administradores me ayuda va completo.

Seguramente podrán arreglarlo, pero hasta como va el informe, se ve muy interesante. Es increíble las notables personas que tenemos en nuestro país, y lo que son capaces de hacer. Es un recurso que hoy en día estamos desaprovechando demasiado. Como por ejemplo Cicaré.

Saludos
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MensajeTema: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Vie 21 Ene 2011 - 19:27

El legado de Gustavo Labala, Una noticia que hara a mas de uno saltar de alegria.
Argentina de Pie y adelante!,

Florestan Technology - Turbo Generador Compacto - Grupo Electrógeno MTS
http://www.florestan.com.ar/research_es.html

Gustavo Labala

http://gustavolabala.com.ar/


Esto es solo el comienzo. El futuro es Argentino.



Tus problemas son grandes , solo cuando estas arrodillado.
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Miér 29 Feb 2012 - 20:02

Turbobomba centrifugadora de alta performance para enriquecimiento de uranio

Una turbobomba centrifugadora de alta performance para enriquecimiento de uranio, aplicable a la etapa de centrifugación gaseosa de hexafluoruro de uranio separando las moléculas más pesadas (isótopo 238) para obtener una mayor proporción de isótopo235, fisible, luego de lo cual, el gas enriquecido pasa a la etapa de tratamiento químico para eliminar el flúor y obtener el uranio enriquecido con el que se preparan las pilas del reactor, siendo dicha turbobomba conformada por dos carcasas conpista expansiva en espiral, provistas de sendos turbocompresores que promueven el centrifugado del gas que entra a su cuerpos centrales para salir enriquecido por sus bocas tangenciales, siendo ambas carcasas dispuestas en batería con un eje comúnvinculado a ambos turbocompresores, montado sobre rodamientos sellados, que recibe el impulso sin contacto físico a través de un magneto movido por un motor eléctrico, cuyo campo magnético arrastra en giro a un plato ferroso solidario al eje en unade las carcasas.

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https://www.facebook.com/pages/Interdefensa/177432028960548
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Miér 29 Feb 2012 - 20:45

todo muy lindo, se puede hacer, se hizo, pero cuando car*** vamos a apoyar a esta gente con plata, dinero, money para que esto se produzca y rinda frutos la creatividad?
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oscarlivy



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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Miér 29 Feb 2012 - 22:59

SUE escribió:
todo muy lindo, se puede hacer, se hizo, pero cuando car*** vamos a apoyar a esta gente con plata, dinero, money para que esto se produzca y rinda frutos la creatividad?

Estimado, adjunto un producto patentado GFL2000 de LAbala y comprado para desarrollo comercial
http://www.florestan.com.ar/compact-turbine_es.html
Visión
Florestan Technology es una empresa privada dedicada al desarrollo de productos líderes e innovadores de alta tecnología, enfocada principalmente en el diseño de conceptos y soluciones en turbo-maquinaria.

Florestan Technology desarrolla conceptos de pequeñas turbina de gas para ser aplicados en el campo de la generación de energía eléctrica portátil. A raíz de las características inherentes a estas máquinas, las turbinas también pueden ser usadas exitosamente en otros campos como la propulsión de aeronaves, sistemas portátiles de bombeo y en sistemas combinados de calor y potencia.

La compañía y el holding sostienen un fuerte compromiso con el medio ambiente natural y humano, razón por la cual los negocios, conceptos y productos están concebidos en un marco de respeto por el medio ambiente y por la sociedad.
El Grupo - Ubicación
Florestan Technology S.A. es una empresa argentina, que forma parte de un grupo de negocios internacional cuya casa central está ubicada en Australia. La casa central de Florestan Technology se encuentra en la ciudad de Sydney, y la compañía tiene socios y representantes en los Estados Unidos.

La filial argentina de la compañía se fundó y estableció durante los primeros meses de 2008, y es la empresa donde se llevan a cabo las tareas de desarrollo tecnológico.

Las operaciones comerciales se manejan principalmente desde la casa central de Sydney y a través de los representantes en Estados UnidFlorestan Technology
Desarrollo y laboratorios
Nuestras disciplinas y capacidades

Diseño e Ingeniería
Ciclo completo de desarrollo del producto incluyendo:

• Investigación de mercado y desarrollo de la idea preliminar del producto
• Diseño conceptual
• Arquitectura y diseño de sistemas
• Diseño detallado de sistemas y componentes incluyendo:

» Termodinámica
» Fluidodinámica
» Análisis estructural y calificación
» Control de vibraciones y balanceo de alta precisión
» Sistemas de control
» Diseño de interface del usuario
» Diseño Electrónico
» CAD
» Desarrollo de software de alto y bajo nivel
» Análisis de fabricación, montaje y calificación
» Arquitectura y diseño de sistemas

• Diseño a nivel de producto
• Medición, test y calificación final

Diseño de prototipos y fabricación de componentes y sistemas
Laboratorio de 200 m2 que incluye:


» Centro de mecanizado de 4 Ejes
» Torno CNC
» Taller de soldado
» Tratamiento de materiales y superficies
» Desarrollo de prototipos electrónicos

Medición en banco y calificación

• Sistema propio (desarrollado en la empresa) de adquisición de datos y software de análisis mecánico y termodinámico

• 4 Bancos de prueba simultáneos con sensores de última generación y sistemas de adquisición de datos

• Rigurosos procedimientos y protocolos de pruebas y mediciones



María Ayelén 5575 • Bº Las Marías - San Carlos de Bariloche - Prov. Río Negro - República Argentina • Tel/Fax: +54 - 2944-45-8227/40-5778os.

No se si te dice algo Bariloche.. CNEA... INVAP Profesionales Argentinos..

Digo..
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Miér 29 Feb 2012 - 23:06

no te voy a negar que es algo, pero una turbina que genera mas de 300hp pesa menos de la mitad de lo que pesa un motor a pistón, y solamente usada para GENERARA ELECTRICIDAD es un desperdicio. ademas es un producto % nacional, porque se vende a través de una empresa extranjera? ESA SON LAS COSAS QUE NO ENTIENDO....
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Miér 29 Feb 2012 - 23:38

SUE escribió:
no te voy a negar que es algo, pero una turbina que genera mas de 300hp pesa menos de la mitad de lo que pesa un motor a pistón, y solamente usada para GENERARA ELECTRICIDAD es un desperdicio. ademas es un producto % nacional, porque se vende a través de una empresa extranjera? ESA SON LAS COSAS QUE NO ENTIENDO....

Si lees, la empresa de desarrollo tecnologico es Argentina, Sydney y USA el mercado comercial de ventas.
es para abrir el mercado internacional.
Por ejemplo , Los chinos fabricaran en fadea z11, empresas de autos americanas compran peugeot un %, Pescarmona desarrollo las aerogeneradores de 5 MW, fabrica en Mendoza y puso 2 fabricas en Brasil,amplian el mercado de ventas . solo es eso. tenes mil ejemplos mas.
de hoy,,, http://www.abc.es/20120229/economia/abci-general-motors-peugeot-201202292111.html
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Jue 1 Mar 2012 - 15:46

es todo muy confuso, la casa central esta en australia? la empresa es argetina? usa?

cuando tengo un producto, si mi país me apoya, yo fabrico con mi apellido que es lo mas prestigioso que tiene una persona,
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MensajeTema: En que quedo la turbina Labala?    Lun 4 Jun 2012 - 1:55

Hola a todos, quería preguntar si se sigue avanzando en la propulcion del tronador 2 con la turbina labala o usaran otro propulsor
http://www.elcolonodigital.com.ar/detalle.php?id=7104

si quedo en algo la certificación de los ch-14 con la turbina labala para producirlos en fadea
http://gustavolabala.com.ar/helicopteros-cicare/
saludos
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Lun 4 Jun 2012 - 6:35

Consultastes a Labala? https://www.facebook.com/gustavo.f.labala

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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Lun 4 Jun 2012 - 7:17

En principio te diría que una turbina no alcanza para impulsar a un cohete. En cuanto a la turbina del Sr Labala aplicada al helicoptero de Cicaré, esta no obtuvo la certificación correspondiente para ser fabricada, desconozco detalles.

Saludos
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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Dom 16 Sep 2012 - 0:02

Turbo-bomba de 6HP Diseñada por encargo de la CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales) para la construcción y propulsión del cohete Tronador.

Agrego este item mas que interesante al exito de Gustavo L,






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MensajeTema: Re: Turbinas, turbinas y mas turbinas Argentinas. El legado de G. Labala   Miér 19 Jun 2013 - 23:15

Turbopropulsor

Un turbopropulsor conformado por un solo eje integrado por un tramo conductor y otro conducido, montado concéntricamente en un soporte de brazos radiales respecto de la carcasa de la turbina y acoplado por el manchón correspondiente al motogeneradorde arranque dispuesto en la trompa de la misma, que recibe la energía de la cámara de combustión anular transformándola en movimiento a través de la rueda de álabes rotoimpulsora que moviliza su tramo conducto para entregarlo, luego de un reductorplanetario, a su tramo conducido, que tiene montada en libre giro, la rueda de álabes propulsora ?fan? que barre casi la totalidad de la sección de la carcasa y cuyo cubo de montaje se extiende conformando una pista anular interna sobre la cual seproyecta una pluralidad de patines de una embrague centrífugo montado solidariamente a dicho eje conducido, de forma tal que tras la puesta en marcha desde el motogenerador, la energía de la cámara de combustión promueve el giro del eje conductormediante su incidencia sobre la rueda rotoimpulsora a una velocidad elevada que se reduce a aproximadamente un tercio de su valor en el tramo conducido, sin provocar el giro de la rueda propulsora, hasta que alcanzado un régimen de velocidadpredeterminado, la expansión centrífuga de los patines del embrague provoca su acople para que el giro de sus álabes impulse el caudal de aire que ingresa por el frente hacia la boca de escape, cuya sección decreciente le imprime un incremento develocidad de salida por efecto venturi, capaz de impulsar el avance con la acción cooperante, aunque de menor importancia, de los gases de combustión pasantes por la rueda rotoimpulsora



Fuente:
https://www.facebook.com/photo.php?fbid=10151999836169129&set=a.10151999835974129.1073741828.823974128&type=1&relevant_count=1&ref=nf

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