Este documento describe las diferencias entre turbinas de gas industriales y aeroderivadas. Explica que las primeras turbinas de gas industriales tenían una configuración semicircular, mientras que las turbinas aeroderivadas y las industriales modernas tienen una configuración lineal consecutiva de compresión, combustión y expansión. También describe las principales diferencias constructivas entre ambos tipos de turbinas, incluyendo las configuraciones de ejes múltiples en las turbinas aeroderivadas y el uso más frecuente de materiales ligeros
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Turbinas de gas insdustriales y aeroderivadas
1. TURBINAS DE GAS INDUSTRIALES Y AERODERIVADAS
Autor y expositor: PABLO NICOLAS QUIROGA BLANCO – ING. ELECTROMECÁNICO
Co-autor: RONALD ANTONIO VALDIVIA LOZA
Empresa: EMPRESA ELÉCTRICA VALLE HERMOSO S.A.
Cargo: JEFE DE PLANTAS
Teléfono: +591 722 01083
E-Mail: pquiroga@evh.bo
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Dirección: Calle Tarija # 1425
Cochabamba - BOLIVIA
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E-Mail: info@evh.bo
PALABRAS-CLAVE: turbina de gas,
industrial, aeroderivada, turbojet
EMPRESA ELECTRICA VALLE HERMOSO S.A
BOLIVIA
Turbinas de Gas Industriales y Aeroderivadas
Cochabamba – Abril 2014
Código de subtema: G3-1
Si bien los primeros registros históricos
conceptuales de la turbina de gas se
remontan a fines del siglo XVIII, con la patente
del británico John Barber que presenta el
primer concepto de una máquina térmica
comprendiendo los procesos de compresión,
combustión y expansión, pasaron muchos
años antes de que se logre plasmar dicho
concepto en una maquina real. Recién a
principios del siglo XX, el año 1903, el
noruego Egidius Elling fue el primero en lograr
un prototipo de turbina de gas capaz de
producir más potencia que la requerida para
mover sus componentes, es decir en generar
trabajo excedente [1].
Las primeras aplicaciones prácticas de la
turbina de gas no llegaron hasta finales de los
años treinta y específicamente, el año 1939
representa un hito sumamente importante
tanto para las turbinas de gas industriales
como para las turbinas de aviación puesto que
simultáneamente en ese año, se puso en
servicio la primera turbina de gas industrial en
la central eléctrica de Neuchatel en Suiza [2] y
se realizó el primer vuelo de una aeronave
propulsada por turbina de gas con el avión
Heinkel He178 en Alemania [3].
Si bien el proceso de desarrollo de la turbina
de gas hasta llegar a las primeras
aplicaciones prácticas fue muy lento, a partir
de esas primeras aplicaciones prácticas
exitosas el desarrollo de las turbinas de gas
ha sido muy ágil y significativo sin dejar de
evolucionar continuamente en nuevos
conceptos, diseños, y mejoras que involucran
desarrollos en áreas diversas como la
aerodinámica, los materiales, los sistemas de
control y las técnicas de fabricación entre
otras.
Esa dinámica evolutiva ágil de las turbinas de
gas puede atribuirse en gran parte a la
simplicidad del concepto básico de la turbina
de gas que permite una amplia gama de
variables, modificaciones y diseños.
ANTECEDENTES
Las primeras premisas y factores de diseño
que llevaron a las primeras aplicaciones
prácticas de la turbina de gas fueron muy
distintas entre el entorno industrial y el
entorno de la aviación, mientras los equipos
fabricados en el entorno industrial de la época
estaban caracterizados por una robustez
constructiva que indirectamente resultaba en
INTRODUCCIÓN
2. una alta longevidad, en el entorno aeronáutico
militar la premisa principal era el alto
desempeño que pudiera permitir la
superioridad durante el combate, sin que
tenga mayor relevancia una vida corta de los
equipos o componentes.
Un ejemplo de esa diferencia en cuanto a
longevidad se ve representado por la turbina
de gas de la central de Neuchatel que estuvo
en servicio por más de sesenta años mientras
que las turbinas Jumo 004 del caza alemán
Messershmitt Me262 fueron diseñadas para
durar solamente alrededor de 25 horas y
escasamente superaban una longevidad
mayor a las 10 horas de combate aéreo [4].
En cuanto al intelecto detrás del desarrollo de
las turbinas industriales, en su mayoría se
trató de gente proveniente de la escuela de
turbinas de vapor mientras que en el
desarrollo de turbinas de aviación la escuela
provenía principalmente del sector de
fabricación de aviones y motores de aviación.
La primera patente del motor turbojet, como
aplicación directa de la turbina de gas para la
propulsión de aereonaves, fue obtenida por el
británico Frank Whitlle el año 1930 quien en su
patente propone un motor turbojet con un
compresor de dos etapas axiales seguidas de
una etapa radial, combustión can anular y
expansión comprendida por una etapa axial y
toberas de reacción [5].
La patente de Whitlle, ya presenta la
configuración consecutiva linealmente de la
compresión combustión y expansión. Esta
configuración consecutiva linealmente (Fig. 1),
que puede asumirse como obvia para las
aplicaciones de aviación por la necesidad de
ingreso de aire por la parte frontal y salida del
flujo de reacción por la parte posterior de la
aeronave, fue posteriormente adoptada
también por las turbinas industriales siendo
actualmente la configuración predominante en
las turbinas de gas tanto de aviación como de
uso industrial disponibles comercialmente.
Otro aspecto de configuración proveniente de
los primeros desarrollos de las turbinas de
aviación es la distribución de los recintos de
combustión alrededor del eje de la turbina,
tanto en esquemas monocámara como en
esquemas multicámara
Esa configuración de los recintos de
combustión se originó en la aviación con la
finalidad de reducir o minimizar la superficie
diametral del motor turbojet. Esta
configuración también ya ha sido
plenamente adoptada por las turbinas de
gas industriales comercialmente disponibles
actualmente.
Figura 1. Configuración consecutiva de las
turbinas de aviación y turbinas
industriales actuales
En base a esos dos aspectos de
configuración de componentes previamente
mencionados, las turbinas de gas
industriales actuales presentan mayor
similitud con los primeros motores turbojet
que con la primera turbina industrial de la
central de Neuchatel que tenía una
configuración consecutiva semicircular (Fig.
2) en la que el ingreso de aire sucedía
lateralmente hacia el compresor para pasar
a una cámara de combustión única ubicada
encima del compresor y con descarga hacia
la turbina de expansión ubicada a espaldas
del compresor con la descarga de gases de
escape ubicada al lado del ingreso de aire al
compresor.
Figura 2. Configuración semicircular de
la primera turbinas de gas industrial
3. En la década de los años cuarenta se
produjeron grandes avances en el área de
turbinas de gas de aviación y en dicha
década empiezan también a aparecer las
primeras aplicaciones de turbinas de gas
aeroderivadas.
Si bien la definición de turbina de gas
industrial es simple y ha permanecido
invariable en el transcurso del tiempo, la
definición de turbina de gas aeroderivada
puede ser considerada como una definición
dinámica que ha ido cambiando con el
tiempo. Dicha dinámica en la denominación
de la turbina de gas aeroderivada, hace
difícil poder plantear una definición de
turbina aeroderivada que pueda representar
correctamente tanto a los desarrollos ya
ejecutados como a los posibles desarrollos
futuros en este tipo de turbinas.
Como una primera definición de turbina
aeroderivada, aplicable a los primeros años
de las turbinas aeroderivadas se podría
indicar que una turbina de gas aeroderivada
es “una turbina de gas diseñada y
fabricada para su aplicación en aviación y
que es posteriormente modificada para
su uso en aplicaciones terrestres o
marítimas”.
Básicamente las modificaciones necesarias
mencionadas en esta definición eran la
inclusión de una turbina de potencia y la
adaptación de los sistemas de combustible
para operar con gas natural o con
combustibles líquidos distintos a los
utilizados en aviación. En estas primeras
turbinas de gas aeroderivadas, la
compatibilidad de componentes con las
versiones de aviación era casi total.
Con el paso del tiempo y el crecimiento del
mercado, las turbinas de gas aeroderivadas
fueron evolucionando hacia lo que podría
llamarse una segunda generación o una
segunda definición de turbina aeroderivada
en la cual una turbina de gas aeroderivada
es “una turbina de gas originalmente
diseñada para la aviación y que es
modificada y fabricada para su uso en
aplicaciones terrestres o marítimas”.
A diferencia de las turbinas que caen dentro
la primera definición, en esta segunda
definición las modificaciones ya se ejecutan
durante la fabricación de la máquina puesto
que su aplicación final ya está determinada
desde el inicio del proceso de manufactura.
En esa segunda generación de turbinas
aeroderivadas, la compatibilidad de
componentes con las versiones de aviación
sigue siendo elevada y las modificaciones
con respecto a las versiones de aviación
suelen ser de carácter más periférico.
Desde hace ya varias décadas, el mercado
de turbinas de gas aeroderviadas puede
considerarse como plenamente establecido
generando una mayor independencia del
sector de aviación, dando lugar a una
tercera generación dentro la cual estarían la
mayoría de las turbinas aeroderivadas
actuales y que podrían ser definidas como
“turbinas de gas diseñadas y fabricadas
para aplicaciones terrestres o marítimas
basándose en un núcleo o plataforma
constructiva base similar a un modelo de
turbina de aviación”.
Las turbinas aeroderivadas que caen dentro
esta tercera generación o definición llevan
una compatibilidad de componentes mucho
más reducida con las versiones de aviación
y las modificaciones respecto a dichas
versiones son mucho más significativas y
suelen estar presentes a lo largo de toda
máquina.
Esta tercera generación de turbinas de gas
aeroderivadas, pese a tener diferenciaciones
más marcadas con las turbinas de aviación,
sigue haciendo amplio uso de las técnicas,
conceptos y tecnologías de diseño y
fabricación provenientes del sector de
aviación además de generalmente compartir
las mismas instalaciones y líneas de
producción.
DIFERENCIAS CONSTRUCTIVAS
Hablando específicamente sobre las
diferencias entre las turbinas de gas
industriales y las turbinas aeroderivadas,
existen diferencias constructivas, operativas,
de desempeño y otras.
Entre las principales diferencias
constructivas existentes entre las turbinas de
gas aeroderivadas e industriales, se
encuentran:
Configuraciones de ejes
Rotores
Carcasas y cubiertas
Elementos antifricción
4. Las turbinas industriales actualmente
presentan 2 configuraciones de ejes que son
la turbina clásica de eje simple y la turbina
de eje partido (Fig. 3).
La mayoría de las turbinas industriales
adoptan la configuración de un solo eje; las
turbinas de doble eje partido son menos
frecuentes y son utilizadas principalmente
para aplicaciones de impulsión mecánica
excepto algunos pocos modelos diseñados
para aplicaciones de generación de energía
eléctrica.
Figura 3. Configuraciones de ejes,
turbinas de gas industriales
Dentro las turbinas aeroderivadas, no
existen turbinas de un solo eje pero si
existen diversas configuraciones de dos y
tres ejes tanto concéntricos como partidos y
mixtos (Fig. 4).
La mayor complejidad de las turbinas
aeroderivadas en cuanto a la configuración
de ejes es en gran parte responsable de los
mayores rendimientos que se obtienen en
las turbinas aeroderivadas, específicamente
cuando se considera que el proceso de
compresión es manejado por dos a más
secciones de compresor girando a
velocidades distintas y más adecuadas al
estado del proceso de compresión en sí, es
decir con velocidades más bajas para los
paleteados grandes al inicio de la
compresión y velocidades más altas en los
paleteados pequeños al final del proceso de
compresión.
Figura 4. Configuraciones de ejes,
turbinas de gas aeroderivadas
Desde el punto de vista operativo de
turbinas de gas para generación de energía
eléctrica, la configuración de ejes múltiples,
involucra adicionar el concepto de velocidad
variable que surgirá en las turbinas de dos o
más ejes a diferencia de las turbinas
industriales de un solo eje que trabajan a
una velocidad constante proporcional a la
frecuencia de la red eléctrica a la que están
conectados. Asimismo, las constantes de
inercia de las máquinas de múltiples ejes
serán distintas y por lo tanto tendrán un
efecto de respuesta dinámica diferente a las
máquinas de un solo eje.
5. En el caso de las turbinas aeroderivadas, y
también en aquellas turbinas industriales de
dos ejes, la tendencia a sobrevelocidad ante
eventos de rechazo de carga será mayor
que en las turbinas de gas industriales de un
solo eje que cuentan con constantes de
inercia más elevadas.
Los rotores de las turbinas de gas
industriales generalmente están compuestos
por un conjunto de discos individuales para
cada etapa tanto en la sección de compresor
como en la sección de turbina, dichos discos
pueden estar unidos por pernos
perimetrales, pernos centrales o en algunos
casos por procesos de soldadura. En el caso
de las turbinas aeroderivadas, si bien
también se hace uso de discos individuales,
en los rotores de dichas máquinas
predomina el uso de carretes o “spools” a lo
largo de los cuales se instalan los alabes de
diversas etapas. Este uso de carretes en las
turbinas aeroderivadas se fundamenta
básicamente en la premisa de aviación de
reducir en lo posible el peso de los
componentes.
En el caso de los compresores de turbinas
de gas industriales, es frecuente el uso de
aceros tanto en los discos como en los
alabes y en el caso de las turbinas
aeroderivadas es más frecuente el uso de
materiales ligeros como el titanio. En las
turbinas de gas aeroderivadas, es también
frecuente el uso de superaleaciones en la
zona final del compresor debido a que por
las altas relaciones de compresión de las
turbinas aeroderivadas, las temperaturas
alcanzadas en dicha zona suelen ser
elevadas.
Otra diferencia constructiva entre las
turbinas de gas aeroderivadas e industriales
se encuentra en los elementos antifricción
utilizados.
Las turbinas de gas industriales suelen
hacer uso de cojinetes hidrodinámicos (Fig.
5) como elementos antifricción de enlace
entre los rotores y los soportes estáticos
mientras que en las turbinas de gas
aeroderivadas, al igual que en las turbinas
de aviación, es generalizado el uso de
rodamientos (Fig. 6) debido a que los
mismos pesan menos, ocupan menos
espacio y requieren cantidades
significativamente menores de lubricante.
Figura 5. Cojinete hidrodinámico típico de
una turbina de gas industrial
Figura 6. Rodamiento de bolas típico de
una turbina aeroderivada
Esta diferencia de uso de cojinetes y
rodamientos hace también que en la
mayoría de las turbinas de gas industriales
se cuente con un solo sistema o circuito de
lubricación común para la turbina y las
maquinarias impulsadas (generadores,
compresores, cajas de engranajes, etc)
mientras que en el caso de las turbinas
aeroderivadas generalmente se cuenta con
un sistema o circuito de lubricación dedicado
para la turbina de gas y otro específico para
los equipos impulsados.
El diagnóstico de estado de los elementos
antifricción en las turbinas industriales y
aeroderivadas es también distinto puesto
que mientras que en el caso de los cojinetes
hidrodinámicos la primera medida de control
de estado suele ser el monitoreo directo de
temperatura en el material antifricción, en el
caso de los rodamientos la primera medida
de seguimiento suele ser la detección en
línea de partículas metálicas magnéticas en
el aceite lubricante.
También cabe mencionar que, en
comparación con los cojinetes
hidrodinámicos, los rodamientos son mucho
más sensibles a daños durante el transporte
y daños por contaminación en los sistemas
de lubricación.
6. Las carcasas o cubiertas de las turbinas de
gas industriales suelen ser fundiciones de
gran espesor y materiales convencionales
mientras que en las turbinas de gas
aeroderivadas se utilizan carcasas similares
a las de aviación que son fabricadas con
espesores reducidos y haciendo uso de
materiales ligeros no convencionales. Esta
diferencia en las carcasas o cubiertas, hace
que en el caso de las turbinas aeroderivadas
se requiera una mayor refrigeración o
ventilación del recinto o compartimiento en el
cual se encuentra instalada la turbina a fin
de reemplazar la refrigeración natural con la
que cuentan las turbinas de aviación en
vuelo.
Figura 7. Carcasa típica de una turbina
de gas industrial
Figura 8. Carcasa típica de una turbina
de gas aeroderivada
En el caso de las turbinas de gas
industriales, el uso de geometrías variables
de compresor tiene fundamentalmente la
finalidad de evitar el estancamiento y
pulsación de compresor a bajas velocidades
durante los procesos de arranque y parada,
además de mejorar la eficiencia a niveles de
carga medios en aquellas máquinas con
modulación continua de los mecanismos la
geometría variable de compresor.
En el caso de las turbinas aeroderivadas,
debido a la característica de velocidad
variable del compresor, el uso de geometría
variable tiene la finalidad de evitar el
estancamiento y pulsación no solo durante
los procesos de arranque y parada sino
también durante todo el rango de operación
de la máquina.
Los mecanismos de actuación de las
geometrías variables de compresor en
turbinas industriales suelen ser robustos y
con lazos de control simples mientras que en
las turbinas aeroderivadas los mecanismos
de geometría variable suelen ser de alta
precisión e involucran lazos de control
significativamente más complejos.
DIFERENCIAS EN MANTENIMIENTO
En lo que respecta al mantenimiento, las
turbinas de gas industriales y aeroderivadas
presentan diferencias importantes no solo de
carácter técnico sino también en aspectos
económicos y logísticos.
Los mantenimientos de carácter mayor de la
mayoría de las turbinas industriales se
ejecutan en sitio mientras que en el caso de
las turbinas aeroderivadas es generalizada
la ejecución de mantenimientos mayores
únicamente en talleres certificados por el
fabricante original del equipo.
Esta diferencia en cuanto al sitio de
ejecución de mantenimientos mayores
afecta diversos aspectos ya que la ejecución
de mantenimientos mayores en sitio
involucra una planificación especial, logística
de personal y equipos, disponibilidad en sitio
de herramientas especiales y periodos
prolongados indisponibilidad para la
ejecución mientras que la ejecución en
talleres del fabricante involucra logística de
transporte de la turbina, opción de
instalación de turbinas temporales en
modalidad de alquiler para evitar periodos de
indisponibilidad y riesgos asociados al
transporte.
El esquema de ejecución de los
mantenimientos mayores en talleres
certificados ya ha sido también adoptado por
algunos fabricantes de turbinas industriales
del rango de potencias menores.
7. Las turbinas de gas aeroderivadas, también
presentan el esquema de modularidad de
componentes heredado de la aviación.
En el caso de la mayoría de las turbinas de
gas industriales, las mismas pueden operar
periodos prolongados sin requerir paradas
para inspección mientras que para la
mayoría de las turbinas aeroderivadas se
requieren paradas más frecuentes para
inspecciones rutinarias menores.
Debido a la mayor inercia térmica presente
en las turbinas de gas industriales, estas
requieren tiempos de enfriamiento mayores
que las aeroderivadas antes de realizar
intervenciones invasivas.
En lo que respecta a los intervalos de
mantenimiento mayores, los fabricantes de
turbinas industriales suelen establecer
intervalos fijos y poco flexibles (hard time),
mientras que en el caso de la mayoría de las
turbinas aeroderivadas los fabricantes
establecen intervalos de mantenimiento
referenciales y más flexibles en base al
concepto de mantenimiento basado en la
condición.
La mayoría de los fabricantes de turbinas de
gas industriales establecen intervalos de
mantenimiento que son afectados por los
ciclos de arranque y parada ya sea a través
de cómputos de horas equivalentes o
mediante intervalos que son definidos ya sea
por horas de operación o por número de
arranques [6]. Por el contrario, para el caso
de las turbinas aeroderivadas, los
fabricantes no suelen establecer una
contabilización de los arranques en los
intervalos de mantenimiento, sin que esto
signifique que el efecto cíclico de los
arranques no repercuta en los intervalos de
mantenimiento determinados en base a la
condición.
Las turbinas aeroderivadas suelen contar
con mayor cantidad de puertos de acceso
para inspecciones boroscópicas a lo largo de
toda la máquina, esta característica es
heredada directamente de las turbinas de
aviación que son más susceptibles a daños
por estancamiento y pulsación de compresor
y a daños por cuerpos externos debido a la
ausencia de sistemas de filtrado del aire de
admisión.
DIFERENCIAS OPERATIVAS Y DE
DESEMPEÑO
Por lo general, las turbinas aeroderivadas
presentan tiempos de arranque y toma de
carga más reducidos que las turbinas
industriales, esto se debe principalmente a
dos factores que son el menor peso de sus
rotores y la más rápida homogeneización de
temperaturas durante el calentamiento, a
diferencia de las turbinas industriales que
tienen rotores de peso significativamente
mayor y componentes más robustos en los
cuales la homogeneización de temperaturas
tiene tiempos mayores.
Asimismo, debido a los mismos dos factores
previamente mencionados, las turbinas de
gas industriales suelen requerir periodos
prolongados de virado de los ejes después
de las paradas a fin de normalizar las
temperaturas para evitar flexión del eje. En
el caso de las turbinas aeroderivadas, el
virado posterior a la parada suele no ser
necesario más que por un periodo corto que
suele ser incluido como parte del proceso
normal de parada.
Una diferencia de desempeño
significativamente notoria entre las turbinas
de gas industriales y aeroderivadas es la
relación de compresión. La relación de
presiones en los compresores de las
turbinas aeroderivadas puede considerarse
significativamente superior a las de las
turbinas industriales (Fig. 9), esta diferencia
principalmente puede atribuirse en gran
parte a los compresores de múltiples ejes
girando a velocidades distintas.
Figura 9. Relación de Compresión de turbinas
de gas industriales y aeroderivadas
8. La mayor relación de compresión, muchas
veces combinada con mayores temperaturas
de ingreso a turbina se traduce directamente
en una mayor eficiencia en ciclo simple (Fig.
10), que es una característica importante de
las turbinas aeroderivadas.
Figura 10 Eficiencia de Ciclo Simple de turbinas
de gas industriales y aeroderivadas
Si bien las turbinas de gas aeroderivadas
solían utilizar temperaturas de ingreso a
turbina mayores a las presentes en las
turbinas de gas industriales, esta diferencia
ya casi ha desaparecido puesto que muchas
de las turbinas industriales actuales ya han
heredado los materiales, esquemas de
refrigeración y revestimientos que fueron en
su mayoría originalmente desarrollados por
la industria de aviación.
La mayor relación de compresión y mejor
eficiencia de las turbinas aeroderivadas tiene
un efecto que desde un enfoque muy
particular podría considerarse como
contraproducente, dicho efecto es la menor
temperatura existente en los gases de
escape afectando directamente al
desempeño de los ciclos combinados puesto
que por lo general, el incremento de
potencia y eficiencia obtenido por ciclos
combinados con turbinas aeroderivadas será
menor que el incremento obtenido en ciclos
combinados con turbinas industriales de
eficiencias en ciclo simple menores y
temperaturas de escape más elevadas. Esta
característica hace que sea menos frecuente
encontrar proyectos de ciclos combinados
que hagan uso de turbinas aeroderivadas
en lugar de turbinas industriales.
Generalmente, en las turbinas de gas
industriales la potencia máxima o carga base
es determinada o limitada por los sistemas
de control en base al control indirecto de la
temperatura de ingreso a turbina mientras
que en las turbinas aeroderivadas la
potencia máxima es determinada o limitada
por los sistemas de control en base al
control de múltiples limitadores posibles
como ser la temperatura de ingreso a
turbina, las velocidades de los distintos ejes
y las temperaturas y presiones de descarga
del compresor entre otras.
Asimismo, los sistemas de control de las
turbinas de gas aeroderivadas suelen incluir
adquisición de datos de alta velocidad para
ciertas variables críticas.
OTRAS DIFERENCIAS
Debido a la menor relación peso/potencia de
las turbinas industriales en relación a las
turbinas industriales, los requerimientos de
infraestructura en obras civiles suelen ser
menores en las turbinas aeroderivadas que
en turbinas de gas industriales de la misma
potencia.
La mayor relación de compresión de muchas
de las turbinas aeroderivadas, hace que las
mismas requieran presiones de suministro
de combustible mayores a las requeridas por
las turbinas industriales, lo cual puede en
algunos casos traducirse en la necesidad de
incluir sistemas de compresión de
combustible adicionales.
Por lo general, el desempeño y correcta
operación las turbinas aeroderivadas son
verificados en fábrica antes de su envió al
sitio de emplazamiento reduciendo los
tiempos de instalación y puesta en marcha
de las turbinas aeroderivadas en
comparación con las turbinas industriales en
las que generalmente las primeras pruebas
de funcionalidad se realizan recién en el sitio
final de emplazamiento.
Otra diferencia importante de mencionar, es
el acceso indirecto del sector de turbinas
aeroderivadas a los vastos recursos de
investigación y desarrollo con los que cuenta
el sector aereonautico, principalmente
militar.
9. CONCLUSIONES
Si bien existen diferencias significativas
entre las turbinas de gas industriales y las
turbinas aeroderivadas, no se puede
considerar las mismas como ramas
independientes puesto que en el transcurso
del desarrollo de ambas categorías, ha
existido una migración de conceptos entre
ambas. Tampoco es posible afirmar cuál de
las dos categorías de turbinas de gas es
superior puesto que en base a sus
diferencias, una podrá ser mejor que la otra
para ciertas aplicaciones o entornos por lo
cual es importante para los usuarios
determinar, en base al conocimiento de
ambas tecnologías, cual se adapta mejor a
sus necesidades.
Respecto a la dinámica existente en la
definición de turbina de gas aeroderivada, es
interesante pronosticar cual será el futuro de
esta rama tecnológica, y pese a que es una
apuesta riesgosa de mencionar, es opinión
del autor del presente trabajo que en el
futuro, si bien veremos desarrollos y mejoras
a los modelos actuales de turbinas
aeroderivadas, difícilmente veremos la
aparición de nuevos modelos de turbinas
aeroderivadas fuera de aquellos que ya
están actualmente en proceso de desarrollo.
Esta opinión se basa principalmente en dos
factores, el primero es el hecho de que los
avances más significativos que se vienen
realizando en el sector de turbinas de
aviación están ligados a conceptos
difícilmente aplicables al sector terrestre o
marítimo como son el desarrollo en
turbofans y esquemas de by-pass entre
otros; el segundo aspecto, es la salida del
mercado de dos de los tres fabricantes
líderes en turbinas aeroderivadas, que
recientemente han vendido sus divisiones de
turbinas aeroderivadas a fabricantes de
turbinas industriales y si bien las ventas
previamente mencionadas contemplan
convenios a largo plazo de traspaso de
tecnología, difícilmente ese traspaso llegará
al nivel de desarrollar y lanzar al mercado un
nuevo modelo de turbina aeroderivada
basada en un motor de aviación.
En el futuro se puede esperar que tanto las
turbinas de gas industriales como
aerederivadas sigan por mucho tiempo
teniendo un rol vital en el mercado
energético y que la migración y herencia de
tecnologías originadas en la industria
aeronáutica continúe hacia el sector
industrial además de la aparición de más
conceptos híbridos que combinen
tecnologías industriales y aereoderivadas.
AGRADECIMIENTOS
A Empresa Eléctrica Valle Hermoso S.A. y el
personal técnico que la conforma,
especialmente al Ing. Ronald Valdivia, por
los aportes y sugerencias realizados para la
elaboración del presente trabajo.
REFERENCIAS
[1] Hunt R., 2011, “The History of the Industrial
Gas Turbine (Part 1 The First Fifty Years 1940-
1990,” IDGTE Publication 582, Morpeth, UK
[2] ASME, 1988, “The World´s First Industrial Gas
Turbine Set at Neuchatel 1939,” American
Society of Mechanical Engineers
[3] Conner M., 2001, “Hans Von Ohain: Elegance
in Flight,” American Institute of Aeronautics and
Astronautics, Reston, Virgina
[4] Foster J., 2004, “Design Analys of
Messershmitt Me 262 Jet Fighter,” JL Mc Clellan
[5] Whitlle F., 1930, “Improvements Relating to
the Propulsion of Aircraft and Other Vehicles,” UK
Patent Aplication No. 347,206
[6] Valevic D., Hartman S., Youmans R., 2010,
“Heavy Duty Gas Turbine Operating and
Maintenance Considerations”, GER3620, GE
Energy, Atlanta GA
[7] “Gas Turbine World 2012 GTW Handbook,”
Pequot Publication