Monitor inalámbrico para árboles motores aeronáuticos
Los fabricantes de motores aeronáuticos tienden cada vez más al denominado enfoque «basado en el servicio» a la hora de comercializar sus productos, el cual consiste en garantizar a sus clientes la seguridad de los motores una vez adquiridos, aplicando para ello técnicas de mantenimiento basado en condiciones. A tal efecto, los fabricantes asumen la responsabilidad de la monitorización de condiciones y para ello incluyen sistemas de monitorización del estado en cada unidad y utilizan una analítica de datos masivos («big data»). El proyecto TSA (Telemharsh - Telemetric system acquisition in harsh environment), financiado por la Unión Europea, se puso en marcha con el objetivo de desarrollar una técnica de telemetría innovadora destinada a medir los esfuerzos mecánicos que experimentan los motores. Consistió en introducir un sistema inalámbrico novedoso que permite medir y enviar datos de las tensiones mecánicas y las temperaturas que se producen en los árboles motores. Se combinó un anillo colector inalámbrico, capaz de suministrar más de cinco vatios de potencia a los componentes aeronáuticos rotativos, con un enlace de comunicaciones por radiofrecuencia (RF) a 10 Mbps y una unidad de procesamiento de señales miniaturizada, capaz de multiplexar las entradas procedentes de diversos canales. Al mismo tiempo que obviaba la necesidad de condensadores de alta capacidad de acumulación, este diseño se orientó también al envío de los datos adquiridos desde el componente rotativo hasta la pasarela estática. La circuitería electrónica se dividió en tres placas de reducidas dimensiones con las siguientes funciones: estabilización de la alimentación; adquisición, procesamiento y envío de datos; y, tratamiento de las señales de los sensores. Las elevadas aceleraciones generadas por la rotación del árbol, que también afectan a la circuitería electrónica, resultaron ser uno de los problemas principales. Para superar este inconveniente se redujeron las masas de los componentes. El equipo del proyecto TSA utilizó un banco de ensayos diseñado para realizar experimentos en los que se alcanzasen niveles elevados de aceleración y también de temperatura, con el propósito de optimizar este nuevo sistema telemétrico. En dicho banco de ensayos se pudieron alcanzar regímenes de rotación de hasta 50 000 rpm; ofrecía asimismo la posibilidad de incorporar una cámara térmica para calentar la unidad hasta los 200 °C. Se programaron también otros ensayos y análisis de rendimiento para realizarlos con posterioridad al propio proyecto TSA. Las investigaciones y desarrollos llevados a cabo en el marco del proyecto dieron como fruto un sistema de telemetría basado en un anillo colector inalámbrico que cabe esperar refuerce la competitividad de la industria aeronáutica europea. Esta tecnología contribuye al mantenimiento basado en condiciones al ser capaz de adquirir datos del sistema en entornos agresivos, no solamente dentro del sector de la aviación sino también en otras áreas como la industria aeroespacial o la generación nuclear.
Palabras clave
Árbol motor aeronáutico, mantenimiento preventivo, TSA, unidad de procesamiento de señales, mantenimiento basado en condiciones
