La investigación promete reducir las emisiones y los costos de generación de energía
Un equipo de la Universidad de Virginia (UVA) ha desarrollado recubrimientos protectores innovadores que permiten que los motores de turbina operen a mayores temperaturas sin comprometer la integridad de sus componentes.
“Los motores más calientes son más eficientes”, explicó Elizabeth J. Opila, directora del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UVA y líder del proyecto.
Si bien los motores de turbina son conocidos en la aviación, también tienen aplicaciones industriales, como la generación de electricidad. En estos motores, el combustible se quema para hacer girar las palas de la turbina, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica. A mayores temperaturas, los motores necesitan menos combustible, lo que significa menores emisiones y costos operativos.
Explorando materiales de alta resistencia térmica
Actualmente, los motores de turbina emplean superaleaciones de níquel y compuestos cerámicos para soportar las altas temperaturas. Sin embargo, ambos sistemas tienen un límite de tolerancia térmica. En su búsqueda por mejores materiales, el equipo de UVA optó por investigar aleaciones de metales refractarios, conocidos por su durabilidad y resistencia al calor, pero históricamente desechados por su poca resistencia a la oxidación.
Para resolver esta limitación, los científicos experimentaron con óxidos de tierras raras, que poseen propiedades protectoras naturales. “Combinando múltiples óxidos de tierras raras, logramos una protección eficaz con una sola capa de recubrimiento”, señaló Kristyn Ardrey, exalumna de doctorado de UVA y autora principal del estudio publicado en Scripta Materialia.
El laboratorio de Opila trabajó en conjunto con expertos en simulación y aprendizaje automático de UVA para identificar las mejores combinaciones de materiales. También colaboraron con el laboratorio ExSiTE de UVA, que analizó la resistencia térmica de los nuevos recubrimientos.
Este avance es una promesa hacia una mayor eficiencia energética y un impacto ambiental reducido, beneficiando tanto a la industria como a los consumidores finales.
Con información de la Universidad de Virginia
Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UVA. (Foto de Todd Wright)
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