Lubricación en sistemas de propulsión aeroespacial: desafíos y soluciones
En publicaciones anteriores, en el blog de Pochteca hemos hablado sobre la importancia de la lubricación para mantener a la maquinaria, equipos industriales y motores en óptimo funcionamiento. Sin embargo, cada sector enfrenta desafíos particulares debido al tipo de maquinaria y condiciones de trabajo.
En esta ocasión hablaremos sobre la lubricación propulsión aeroespacial y los desafíos a los que estos sistemas se enfrentan en su trabajo, así como las mejores prácticas para garantizar el rendimiento de los sistemas de propulsión.
Desafíos en los sistemas de propulsión aeroespacial
Los sistemas de propulsión aeroespacial son tecnologías que impulsan a las naves para que viajen al espacio. Para esto, se requiere una gran aceleración que se obtiene de un sistema de propulsión eléctrica en el que se usa gas ionizado, de propulsión a chorros que usa combustible, o con sistemas solares para obtener energía natural y renovable.
Estos sistemas de propulsión enfrentan muchos desafíos debido a las condiciones de alta velocidad, temperatura y vacío en el espacio exterior. A continuación, los analizaremos:
Altas temperaturas y cargas pesadas
Los motores aeroespaciales generan temperaturas muy altas en poco tiempo, lo que puede degradar tanto a los componentes del motor como a las juntas y a los lubricantes. Además, las cargas pesadas pueden provocar fricción y desgaste excesivo en los componentes.
Por otro lado, en las operaciones aéreas se da un fenómeno conocido como aumento de la temperatura exterior del aire (OAT, por sus siglas en inglés) que puede reducir el performance de las aeronaves ya que a mayor OAT, menor presión, y esto puede reducir el empuje del motor.
Los vuelos más afectados por las temperaturas suelen ser los de larga distancia por requerir una mayor carga de combustible.
Para atenuar esta problemática se recurre a pistas más largas, a diseños ligeros para reducir el peso de despegue y no forzar tanto a los motores.
Un tercer punto muy importante es el uso de lubricantes especializados, que puedan soportar temperaturas extremas sin degradarse y con aditivos especiales para evitar el sobrecalentamiento en el motor y para enfriar a los componentes.
Control de la contaminación y la oxidación
Los sistemas de lubricación tradicionales se enfrentan a la degradación por la oxidación causada por el agua, los ácidos y posibles contaminantes químicos que degradan a los lubricantes y afectan su rendimiento.
La contaminación y la oxidación pueden afectar significativamente su rendimiento al reducir la pérdida de lubricidad, aumentar la viscosidad, la formación de lodos, provocar grietas en la superficie, entre otros daños.
Vacío en el espacio
Uno de los retos específicos de los sistemas de propulsión aeroespacial es el vacío en el espacio, que puede provocar que los lubricantes se descompongan, se desintegren o se evaporen por la falta de presión y la presencia de radiación solar.
En los lubricantes para aeronaves, la volatilidad es un punto muy importante porque el lubricante debe poder funcionar en vacío sin degradarse, ya que en estas naves suelen tardar mucho tiempo en regresar a la Tierra.
El rol de los lubricantes en los sistemas de propulsión aeroespacial
El 70% de las averías mecánicas son causados por fallas en la lubricación. Los lubricantes desempeñan un papel clave en los sistemas de propulsión aeroespacial ya que están especialmente formulados para resistir las condiciones extremas de temperatura, velocidad y contaminantes.
En comparación con los lubricantes convencionales para motor, los aeroespaciales tienen requisitos más exigentes como la resistencia a las temperaturas muy elevadas, la vida prolongada, la estabilidad térmica y la baja presión de vapor.
En caso de una falla en los componentes de aplicaciones aeroespaciales, las consecuencias pueden ser catastróficas.
Para cumplir con los requerimientos de lubricación en los sistemas de propulsión aeroespacial, los lubricantes deben cumplir con características como:
- Estabilidad ante rangos de temperatura extremos
- Resistencia a la oxidación
- Aditivos para prevenir la formación de cenizas u otros contaminantes
- Nivel de viscosidad ideal para reducir el roce entre piezas metálicas
- Reducción de rozamiento entre piezas metálicas de motor
- Absorber el calor generado para reducirlo y evitar el sobrecalentamiento
- Resistencia al alto vacío en el espacio
- Rendimiento en condiciones de baja presión
Importancia de los programas de lubricación en sistemas de propulsión aeroespacial
Implementar programas de lubricación es indispensable para garantizar el óptimo desempeño de las aeronaves, reducir los costos de mantenimiento y reparaciones, además de aumentar la productividad.
Conocer los desafíos a los que se enfrenta el sector permite adelantarse a ellos con soluciones prácticas, rentables y que garanticen operaciones seguras ante condiciones tan exigentes.
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