Más de 30 investigadores y un representante de la Unión Europea participarán mañana en el Centro Politécnico Superior en la reunión anual del proyecto Limousine (Limit cycles of thermo-acoustic oscillations in gas turbines), una acción Marie Curie financiada por la Unión Europea que tiene por objetivo la colaboración entre centros de investigación y empresas europeas especializadas en inestabilidades de combustión y, al mismo tiempo, proporcionar una formación de alta calidad a los investigadores jóvenes contratados en cada una de las organizaciones.
En el marco de esta reunión se desarrollarán en el CPS dos ciclos de conferencias: el primero de ellos, que concluye hoy, se centra en la combustión de gas de síntesis o syngas, gases generados mediante gasificación de carbón, biomasa que suponen una de las alternativas más viables para el desarrollo de sistemas energéticos sostenibles, ya que entre sus ventajas cabe destacar la utilización limpia y eficiente de combustibles de baja calidad, la posibilidad de producir hidrógeno o permitir la captura de CO2 con un coste muy inferior al de otras opciones. Por su parte, los días 9 y 10 se celebrará otro ciclo dedicado al estudio de técnicas de simulación por ordenador de fenómenos acústicos en llamas, necesarias para desarrollar herramientas que permitan analizar el fenómeno de inestabilidades termo-acústicas y diseñar nuevos equipos que eviten su aparición.
Limousine recibió la segunda mejor valoración entre más de 900 propuestas presentadas, de las que finalmente se financiaron 65. Con una duración de cuatro años (2008-12) y la colaboración de 15 organizaciones europeas, reúne a buena parte de los expertos europeos en inestabilidades de combustión en turbinas de gas. Por parte de la Universidad de Zaragoza, único participante español, el trabajo está coordinado por Javier Ballester, Catedrático de Mecánica de Fluidos, y se desarrolla en el Laboratorio de Combustión Industrial, perteneciente al Laboratorio de Investigación en Tecnologías de la Combustión (Centro Mixto Universidad de Zaragoza-CSIC-Gobierno de Aragón).
Limousine se centra en la investigación de las inestabilidades de combustión, cuya comprensión y solución presentan un importante interés tecnológico y constituyen un serio reto científico. Este fenómeno consiste en la aparición de fuertes oscilaciones en las llamas, como consecuencia del acoplamiento entre fenómenos acústicos y el proceso de combustión (inestabilidades termo-acústicas): la combustión genera fluctuaciones de presión (ruido) que, en ciertas condiciones, realimentan positivamente las oscilaciones de la llama, iniciando un ciclo que rápidamente conduce a pulsaciones que pueden llegar a ser muy violentas. En las turbinas de gas, utilizadas en plantas de generación de energía eléctrica, estas pulsaciones pueden obligar a detener la operación e incluso causar serios daños en el equipo cuando, por fatiga mecánica, se desprenden fragmentos que entran en la turbina y destruyen los álabes que encuentran a su paso. El impacto económico para la planta, por parada o reparación, es enorme y muchas veces obliga a trabajar en condiciones alejadas del óptimo para reducir el riesgo, lo que a su vez disminuye la eficiencia y aumenta las emisiones contaminantes
El estudio de las inestabilidades de combustión no es nuevo, y ya en el siglo XIX se estudiaban como curiosidad científica las llamas cantarinas, denominadas así por su capacidad de generar sonido con tonos muy definidos. Estos fenómenos dejaron de ser una curiosidad para convertirse en un quebradero de cabeza para los ingenieros cuando, en plena carrera espacial entre Estados Unidos y URSS, causaron la destrucción de los motores de varios cohetes de ambos bandos. El problema todavía no está resuelto, como demuestra el fallo de la lanzadera Ariane 5 en 2001.
El interés por comprender y resolver estos problemas ha cobrado un nuevo impulso desde los años 90 debido a la introducción generalizada de turbinas de gas basadas en la tecnología de premezcla pobre, donde la llama se encuentra diluida con una gran cantidad de aire como medio para cumplir los límites establecidos para las emisiones de óxidos de nitrógeno, uno de los principales contaminantes generados en la combustión. Los grandes fabricantes (General Electric, Siemens) dedican un enorme esfuerzo tecnológico en este campo, con el apoyo de numerosos grupos de investigación de todo el mundo. El proyecto Limousine constituye un intento ambicioso de avanzar en la búsqueda de soluciones a este problema mediante la colaboración entre centros de investigación, grandes fabricantes y usuarios finales, y combinando tanto estudios experimentales como técnicas de simulación por ordenador.
Más información:
www.utwente.nl/limousine
www.unizar.es/lci/limousine
