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Acá su historia
ITA: TURBINA TR3500 — UNA HISTORIA DE ÉXITO
Regina Francia – Asesoría de Prensa del ITA
El año de 2008 entra para la historia del ITA como un marco del dominio tecnológico en el desarrollo y la fabricación de turbinas aeronáuticas para uso en aeronaves de 1000 kg o más.
ES en el Laboratorio de Combustión del Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) que está instalado el prototipo del primero motor aeronáutico fabricado en Brasil. Fruto de un proyecto bien sucedido, hoy es posible demostrar la capacidad tecnológica alcanzada por aquellos que contribuyeron durante todo el proceso de desarrollo del motor, hecho este selado con la visita del presidente Lula, el día 27 de septiembre de 2008.
Para mejor comprender de donde surgió esta idea que ganó adeptos y se transformó en un proyecto relevante para el sector aeronáutico, el iteano Homero Santiago Maciel (Turma 76, Ingeniería Electrónica) — profesor titular del ITA y coordinador del Proyecto “Turbina TR3500” — relata esta historia.
Como todo comenzó
El año de 2002, estuve en el Centro de Investigaciones de la Petrobras (Cenpes), en Río de Janeiro, acompañado por el ingeniero Alberto C. Prereira Filho (iteano, Turma 83, mi alumno de máster a la época), donde presentamos una propuesta de tecnología de plasma para una gamma de ingenieros de aquel conceituado centro de investigación. Yo acababa de asumir la dirección de la Post-Graduação del ITA y buscaba abrir una puerta para asociaciones del ITA con aquella empresa, a ejemplo del que ya existía entre el Cenpes y otras instituciones brasileñas de enseñanza e investigación. En la oportunidad, la propuesta en pauta mencionaba la aplicabilidade de plasma en turbinas a gas.
Fue cuando el gerente Michel Fabiansk, al oír la palabra “turbina”, demostró muy interés en apoyar y desarrollar una microturbina en el País, o sea, lo que era para ser un proyecto de plasma se hizo un proyecto de turbinas a gas. Al retornemos a Son José de los Campos, iniciamos inmediatamente una planificación en que Alberto, con su fuerte espíritu empreendedor, y hace más de 16 años trabajando en desarrollo de productos (concibió y coordinó el proyecto de la bomba BLG 204, en el Instituto de Aeronáutica y Espacio del Mando-General de Tecnología Aeroespacial, IAE/CTA) quedó encargado de montar el equipo técnico que enfrentaría este nuevo desafío.
Yo tutearía en la coordinación institucional del programa — contratos, infraestructura, implicación de profesores, alumnos, etc. El equipo comenzaba a formarse. Alberto invitó su antiguo compañero de proyectos en el IAE: el experto ingeniero Milton Sanches (iteano, Turma 78) — hace más de 15 años desarrollando y fabricando pequeñas turbinas para aeromodelos. Francisco Domingues (iteano, Turma 84), a la época Major de la Aeronáutica e ingeniero responsable por el mantenimiento y ensayos de motores aeronáuticos en el Parque de Material Aeronáutico de São Paulo, por estar en la activa, participaría de forma indirecta, ayudando el equipo con sus opiniones, experiencia y apoyo en aquel Parque. Para completar el equipo, había necesidad de un ingeniero de mecatrônica que fuera capaz de desarrollar el control.
En la oportunidad, surgió el alumno de máster en el ITA Mairum Médici (graduado por la Universidad Metodista de Piracicaba, Unimep, 2001), cuyo sueño era participar de un gran proyecto en el ITA. Mairum, inmediatamente, con apoyo y las orientaciones del profesor Luiz Carlos Sandoval Góes (iteano, Turma 75), buceó fondo en el área de control. Su tesis de máster no podría dejar de ser el control de una turbina a gas. Cual turbina? Aquella que el equipo se proponía a desarrollar para la Petrobras. Dio correcto.
El equipo demostraba potencial capacidad de integrar el sistema y dominar el control de la primera turbina que estaría para nacer en el ITA. Con más algunos chicos técnicos, la mayoría oriunda del Centro de Educación Profesional Hélio Augusto de Souza (CEPHAS), el grupo que constaba de 11 personas, estaba formado. Los profesores Pedro T. Lacava, Jefferson de Lo. Gomes, Amílcar P. Pimenta, Alfredo R. de Haría (iteano, Turma 93) y Luiz C. Sandoval Goes (iteano, Turma 75) estaban listos para apoyar en cuestiones específicas del proyecto.
El desarrollo del proyecto
En 2003, bajo los auspícios de la Petrobras, surgió el contrato del proyecto cuyo objetivo era el desarrollo y la fabricación de una turbina laboratorial con tres grandes metas: (i) dominar el proceso de fabricación de cámara de combustión, (ii) dominar la vibración del motor y (iii) proyectar y desarrollar el sistema de control de la turbina. El proyecto propuesto, a aquella época, no fue simple.
A pesar de tratarse de una máquina de sólo 52 kW de potencia de eje, ella contenía tres ejes, dos que trabajaban a 70.000 rpm, para atender a las dos geradoras de gases y el eje de potencia a 6.000 rpm. El motor poseía injeção parcial accionando el rotor de potencia. Después de un año de trabajo intenso, en las dependencias del Laboratorio Geraplasma, asociado al Departamento de Física del ITA, sin hora marcada, o día para trabajar (incluyendo ahí hasta algunos domingos), el proyecto fue entregue y acepto por la Petrobras. La máquina estaba dominada, fue un éxito!
En el Geraplasma continuamos los ensayos de la pequeña turbina, y, pensando en los próximos desafíos en desarrollo en esta área — la manufactura de piezas para turbina a gas —, el equipo no cochilou. Así, pensando en los posibles proyectos vindouros, el ingeniero Alex Sandro de Araújo Silva — mestrando del ITA, orientado del Prof. Jefferson de Oliveira Gomes, División de Ingeniería Mecánica del ITA — a invitación del ingeniero Alberto, fue encargado de estudiar y dominar el proceso de fabricación de superficies complejas, tipo compressores, en máquinas 5 ejes. Alex aceptó y su tesis de máster fue justamente el proceso de mecanizado cinco ejes de superficies complejas, típicas de rotor para turbinas a gas.
Pero ni todo fue fiesta. En el periodo 2004-2005, por una reestructuración en la Petrobras ocurrieron cambios en la gerência del sector que nos apoyaba y, con eso, el proyecto sufrió una parada. 2005 fue un año difícil para un equipo que venía dedicándose con singularidad al proyecto que parecía tener un brillante futuro. Para sobrevivir, y no dispersar el equipo fue hecho un acuerdo entre los participantes que dependían de remuneração veía presupuesto del proyecto: todos unidos en búsqueda de pequeños servicios remunerativos, pero unidos. Y crea, dio correcto.
Otras fuentes de financiación
Durante el periodo de mayores dificultades de financiación (un año y medio), acogemos el equipo en el ITA, manteniéndola comprometida con actividades de estudios e investigación, en el sentido de evitar la dispersión de las cualificaciones técnicas y científicas adquiridas con el proyecto Geraplasma. Mantenido ese apoyo institucional del ITA, he ahí que surge, en fines de 2005, un potencial compañero “peso pesado”, ahora interesado en desarrollar una turbina estacionaria de 1.000 kW.
Fue una alegría, se acababan aquellos momentos de falta de objetivo y angustia. Interlocuções capitaneadas por la empresa Sygma junto a la VALLE, entonces representada por el Director James Persona — ejecutivo de extraordinaria visión estratégica y espíritu de brasilidade —, llevaron al inicio de comprensiones que envolverían el apoyo de la segunda mayor empresa brasileña al nuevo proyecto de turbina estacionaria.
El punto de partida fue una reunión en la Reitoria del ITA en que el director James, acompañado de directores de la Sygma, entre los cuales José Carlos Argolo (iteano, Turma 89), fueron recibidos por el Rector Reginaldo de Santos (iteano,Turma 70) y el Vice-Rector Fernando Toshinori Sakane (iteano, Turma 68). Más una vez el ITA, a través de su Reitoria, se mostró capaz de reconocer la nueva ventana de oportunidades que se abría para la participación del Instituto en la construcción de la soberanía nacional, prestando su prestigio y cualificación, como institución de enseñanza e investigación, a favor de una nueva empreitada de relevancia estratégica para la tecnología nacional. Se siguió el establecimiento de la asociación Sygma&Polaris, en que la empresa Sygma tutearía en la gestión del proyecto, cabiendo a la Polaris Ingeniería — cuya base técnica era el propio equipo liderado por el ingeniero Alberto — la elaboración y ejecución física del proyecto de la turbina estacionaria denominado TVRD 1000.
Paralelo a eso, el Brigadeiro Costa Hijo (iteano, Turma 76, Subdirector de Capacitación del CTA), entusiasta del grupo, con su apoyo político e institucional, luchaba por la aprobación, en el Fondo Setorial Aeronáutico, de un proyecto de turbina aeronáutica en los moldes estratégicos propuesto por el equipo de ingenieros del ITA. Este grupo, entonces formalizado a través de una empresa, la Polaris Ingeniería, incubada en la Petrobras-Revap.
Incentivo a otras iniciativas
ES importante destacar que durante la temporada de crisis que el equipo atravesó, busqué motivar el grupo para el desarrollo de ciertas tecnologías de plasmas y la respuesta fue rápida, llegando al desarrollo de reactores a plasma, fuentes de potencia y otros dispositivos, incluyendo el dominio de la tecnología de plasma-rotex — una plantilla de plasma no-térmico — que, por su singularidad rindió dividendos al equipo. En esta área, ellos desarrollan un queimador a plasma para la Petrobras, además de otros trabajos en el área de energía y medioambiente.
Como si no bastara, la divulgación de los resultados de nuestros trabajos en esa área fue motivo de la inclusión de los polvos-graduandos bajo mi orientación y del Prof. Pedro Lacava, en el seleto grupo internacional de Combustión Asistida a Plasma, cuyo encuentro anual acontece todo mes de septiembre en los EUA. Muy me enorgullezco de haber sido escogido miembro del comité internacional (Steering Commitee) para organización de los eventos/actividades internacionales en esa área, siendo el mayor desafío a que nodos, del comité, nos propusimos enfrentar es la futura creación de un “International Center of Plasma Technology”. Vale mencionar que turbinas a gas ya está incorporando ignitores e inyectores a plasma siendo uno de los objetivos del equipo incorporar esas innovaciones en nuestros desarrollos. De hecho, la turbina aeronáutica exhibida al presidente Lula ya cuenta con ignitor a plasma.
Los nuevos proyectos
El proyecto TVRD1000, bajo los auspícios de la VALLE y con base en la asociación Sygma&Polaris, al lado del ITA y de la Fundación Casimiro Montenegro Hijo (FCMF), tuvo inicio, a mediados de 2006. No puedo dejar de mencionar el apoyo decisivo de nuestro Rector, Reginaldo de Santos (iteano, Turma 70), y del joven Brigadeiro Venâncio (iteano,Turma 78), que acababa de asumir, en el CTA, el puesto dejado por la salida del Brigadeiro Costa Hijo. Con la intervención de ellos las dificultades para firmar las asociaciones institucionales fueron superadas. Inversiones fueron hechas por la Sygma&Polaris en las dependencias del IAE, posibilitando la instalación del equipo que pasó a utilizar infraestructura propia para el desarrollo y ensayos de turbinas.
Este mismo año, con el contrato finalmente formalizado junto a la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), fue aprobado el proyecto de la Turbina Aeronáutica TR3500. Más una vez contamos con el apoyo del Rector del ITA que, tuteando junto a la División de Ingeniería Aeronáutica, viabilizó, a través de recursos propios del Instituto, la construcción del nuevo Laboratorio de Combustión, donde serán instaladas las turbinas del ITA. Este Laboratorio aseguraba la contrapartida de la institución en el proyecto aprobado por la Finep.
Así, el equipo inicia el año de 2006 con fuerte aliento para enfrentar el desarrollo de un proyecto de turbina estacionaria, la TVRD1000, manteniendo también la responsabilidad de interveniente en el desarrollo de una turbina aeronáutica, la TR3500.
En aquel momento el equipo es ampliado. Para reforzar el grupo de ingenieros, Alberto invita más un iteano (“bixo”, Turma 02), el ingeniero Antonio Hadade Neto, a dejar la WEG Motores para integrar el equipo, quedando responsable, juntamente con Mairum, de la parte de control de las turbinas. El iteano Nehemias (Turma 78), aliado del equipo, asume, bajo contrato con la Polaris, los trabajos de simulación de los sistemas de turbina. Investigadores del IAE tienen contribución importante como a de el ingeniero Monteiro, en los cálculos de los rotores de turbina y del ingeniero Marco Aurélio, en los cálculos de desempeño de una nueva concepción de turbina estacionaria. El iteano Sala Minnuci (Turma 83), con su equipo, marca la presencia del Instituto de Estudios Avanzados (IEAv) al contribuir con los estudios y ensayos sobre compresión supersónica.
Como resumo de esa parte de la historia, la TVRD1000 (a gas natural) fue conectada por primera vez en 25 de mayo de 2007, un domingo, a las 20h45. La TR3500, recientemente instalada en el nuevo Laboratorio de Combustión entregue por el Prof. Paulo Rizzi (iteano, Turma 69), jefe de la División de Ingeniería Aeronáutica del ITA, tuvo la primera partida la gasolina el día 13 de octubre de este año, y la querosene de aviación, dos días después, con desempeño satisfactorio.
El desarrollo de las nuevas turbinas no siguió la misma concepción tecnológica de la turbina hecha para la Petrobras
La idea que nació en el grupo fue bastante estratégica: iniciar los dos proyectos a partir de un conjunto compressor y turbina, casados, ya que en Brasil no disponemos de banco de ensayo para componentes de turbinas a gas. Con eso, sería probada la nueva cámara de combustión. El hecho de los parámetros de la compresión y de la exaustão ser interdependientes permitiría ajustes en la cámara hasta normalizar el funcionamiento de la nueva máquina, reproduciendo la eficiencia nominal del conjunto casado.
A partir de ahí, nuevos compressores y nuevos rotores de turbinas serían reprojetados y nuevas máquinas surgirían completamente nacionales, pues los demás componentes el equipo ya hube dominado. Dio correcto. Más recientemente una nueva plantilla ya surgió la TVSE1000, versión aprimorada de la TVRD1000, totalmente nacional, actualmente en fase de ensayos. O sea, esa estrategia viabilizó los proyectos de turbina estacionaria y turbina aeronáutica, una vez que por este camino a equipe pudo economizar en tiempo y dinero.
El futuro
Los próximos pasos consisten en continuar buscando apoyo para este trabajo, pues él no puede ni debe parar por aquí. Con este resultado alcanzado, el País desponta como potencial fabricante de un motor restricto la empresas de países del primer mundo, y para fortalecerse es preciso que haya apoyo y continuidad en los proyectos. La turbina aeronáutica, por ejemplo, necesita ser certificada. Para tal, se espera que continúen los incentivos, ahora para la homologación.
En cuanto a turbinas estacionarias, el camino para progresos mayores ya fue abierto. El éxito en el funcionamiento de la TVRD1000 motivó los patrocinadores a apostar en el desarrollo de una base fabril en Brasil. Una nueva empresa, a Valle Soluciones en Energía (VSE), instalada en el Parque Tecnológico de Son José de los Campos, tiene entre sus objetivos desarrollos en el área de energía, incluyendo ahí la posibilidad de mini-térmicas con base en turbinas a gas.
Sabemos que tenemos un largo camino de desarrollo para llegarse a una mini-térmica la turbina con potencial para competir en el mercado de energía, pero el primer paso fue dado con el dominio tecnológico obtenido con la construcción de la TVRD1000, seguida de la construcción de una versión aprimorada, la TVSE1000. En el área aeronáutica, la TR3500 demuestra que podemos progresar rápido. Diferentemente del que ocurrió con relación al desarrollo de turbinas en otros países, no necesitaremos de décadas para alcanzar un producto autóctone y competitivo.
Finalmente, acostumbro afirmar que cualquier emprendimiento tiene gran oportunidad de éxito contarse con la tríada de sustentación: conocimiento — recursos — gestión. Hoy tenemos un enorme capital intelectual movilizado para desarrollos en el área de turbinas — los proyectos envuelven decenas de participantes, entre ingenieros, técnicos, profesores/investigadores y alumnos. La gestión, ejercida por las empresas compañeras e intervenientes, se mostró profesional, propia de instituciones privadas de primera línea.
Hasta el momento los recursos fueron adecuados, la tríada fue sostenida y los resultados son tangibles, como presentamos arriba. Resáltese, sin embargo, que la gênese de un proceso constructivo multi-institucional exitoso como ese no puede prescindir de los fundamentos morales alineados con los vectores del proceso de la creación de conocimiento e innovación, al lado del virtuoso pendor cívico de construcción de la ciudadanía y de la soberanía en el País. Al ITA y al CTA cabe el reconocimiento por la sustentación de esos valores y por prestarse cuna de ese relevante emprendimiento estratégico que sólo se inicia.
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Fuente: ITA
