Patente para solucionar problema en plantas generadoras de energía

La Universidad del Valle y la empresa Celsia recibieron una patente por un desarrollo que ayuda a mejorar la fabricación y ensamble de los rodetes de turbinas generadoras de energía que trabajan con el agua de la orilla de río.

Foto Universidad del Valle

Investigadores de la Escuela de Ingeniería Mecánica desarrollaron una nueva forma de seccionar y armar el rodete en estas turbinas, garantizando que tendrá un comportamiento optimo dentro del andamiaje de generación de energía.

Las turbinas de la planta generadora de energía, de propiedad de Celsia, que toman el agua sin embalsar, es decir que lo hacen directamente a orillas del río Amaime, presentaban problemas con los rodetes por el desgaste de las piezas debido al contacto directo con las partículas de arena y minerales presentes en el agua.

A los inconvenientes de los rodetes se suma la necesidad de un mantenimiento mayor, o con más frecuencia, generando un menor rendimiento por turbina y, en consecuencia, un incremento en los costos de operación.

La empresa Celsia planteo este problema a la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad del Valle y propuso el proyecto “Diseño Integral de Estrategias para el Control de desgaste erosivo en Turbinas”. La institución de educación dispuso de un grupo de investigadores para trabajar con algunos funcionarios de Celsia.

Para conformar el grupo se tuvo en cuenta que se requería involucrar varias ramas de la Ingeniería mecánica como la tribología, diseño mecánico y mecánica de fluidos, convirtiendo el proyecto en un reto para los investigadores.

Del grupo hicieron parte la profesora líder del proyecto Sara Aida Rodríguez Pulecio, el en ese momento estudiante de maestría Juan David Pérez, además de los investigadores Jair Alexander Ladino, Jairo Antonio Valdés Ortiz, Francisco Larrahondo Cobo, John Jairo Coronado Marín y Leonel Alveyro Teran Llorente.}

En el 2014 el grupo de trabajo escribió y presentó el proyecto de investigación para ser financiado por Colciencias con la cofinanciación de Celsia y la Universidad del Valle.

Durante la investigación se plantearon diferentes soluciones, tales como recubrimientos con carburo de tungsteno pero en tal caso se requiere tener expuestas (a la vista) las superficies, y en el caso de los rodetes convencionales pequeños esto no se presenta, lo que lleva a que se recubran parcialmente y en condiciones que no son las óptimas.

El prototipo que está operando en la planta es de una sola pieza y fue nitrurado por Plasma, pero tuvo que trasladarse a Italia para ese procedimiento.

También se propuso la nitruración por plasma pero por el tamaño de los rodetes se requieren hornos que no están disponibles en Colombia. 

Finalmente, el equipo de la Escuela de Ingeniería Mecánica decidió que la solución más ajustada era la de dividir la pieza de forma tal que las partes resultantes se pudieran introducir a los hornos disponibles o recubrir en excelentes condiciones.

El proyecto permitió identificar criterios de operación y parada que minimizan los costos de desgaste, una geometría menos susceptible a desgastarse y una modificación de la superficie más resistente a la erosión por partícula dura y a la cavitación.  

La investigación se desarrolló durante poco más de tres años, entre 2014 y 2017 y recientemente las dos empresas recibieron el derecho de patente con el nombre de “Rodete seccionado para bombear algún tipo de fluido o transformar la energía hidráulica en potencia mecánica en un eje”.

El resultado de esta separación con su respectivo armado y optimo desempeño, después de encajar cada pieza nuevamente, es lo que llevó a la Superintendencia de industria y Comercio a otorgar la patente a la Universidad del Valle y a Celsia.

La Profesora Sara Aida espera poder seguir desarrollando la tecnología protegida y para esto se busca la posibilidad de aplicar este desarrollo en piezas más pequeñas para probar el método de particionar y de ensamblar, para que se genere más confianza en este proceso y que sea tenido en cuenta por más empresas del sector.

Fuente: Agencia de Noticias Univalle

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