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Mejora de la eficiencia de los álabes de las turbinas

Los motores a turbina funcionan con mayor eficiencia a temperaturas más elevadas, pero la mayor cantidad de calor puede provocar el desarrollo de grietas a partir de los freckles (pecas). En este proyecto se ha contemplado la manera de evitar la formación de freckles.
Mejora de la eficiencia de los álabes de las turbinas
Los motores a turbina son dispositivos de transformación de energía de alta eficiencia y resultan útiles tanto para la aviación como para la generación de energía. Una turbina produce energía de manera continua a partir de un flujo rápido de agua, gas, aire, vapor u otro fluido que provoca el giro de una rueda o rotor. Por norma, a mayor temperatura de trabajo, más energía rinde el combustible.

Las superaleaciones de níquel son ideales para los álabes de las turbinas, pero las temperaturas elevadas provocan la formación de mayores cantidades de freckles superficiales en algunos álabes durante su fabricación. Los freckles son cadenas de granos orientados en una dirección indebida y representan puntos en los que se pueden iniciar pequeñas grietas u otros defectos que disminuyen la calidad de los álabes .

En el marco del proyecto «Exploring the three-dimensional nanoscale space around defects in Ni-based superalloys for aircraft applications employing atom-probe tomography» (LEAP TOMOGRAPHY), unos investigadores han estudiado la cristalografía, la forma y la composición química de las superaleaciones.Han examinado cuatro regiones de interés distintas en las superaleaciones y por primera vez han logrado identificar y cuantificar once elementos en sus cercanías, entre ellos níquel, aluminio, cromo, cobalto y tántalo.

Mediante técnicas informáticas de simulación de la transferencia de calor han determinado que las diferencias entre densidades en las regiones son las que causan la formación de los freckles.Los resultados de este proyecto ayudarán, dentro de la industria aeronáutica, a predecir y controlar la formación de freckles en superaleaciones de níquel. Asimismo, ello permitirá fabricar motores a turbina más eficientes con el consiguiente ahorro energético y en costes de producción.

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