Componentes Principales del Motor de Turbina de Gas: Compresor, Combustión, Turbina y Escape

021-11-02Pablo Asensio Martínez2026-03-273 min

Los componentes centrales de un motor de turbina de gas están diseñados para procesar el aire a través del ciclo Brayton: Admisión, Compresión, Combustión, Expansión (Turbina) y Escape.

Sección del Compresor

El compresor aumenta la presión del flujo másico de aire para alimentar la cámara de combustión.

  • Tipos:
    • Centrífugo: Acelera el aire radialmente. Robusto, simple, relación de presión máx ~4.5:1 por etapa.
    • Axial: El aire fluye paralelo al eje. Compuesto por filas alternas de Rotores y Estatores.
      • Rotor: Gira, reduce volumen, añade energía cinética (Velocidad aumenta, Presión aumenta).
      • Estator: Álabes fijos. Convierte energía cinética en presión (Velocidad disminuye, Presión aumenta). También endereza el flujo de aire.
  • Efecto Global: A través del compresor, Presión y Temperatura aumentan, mientras que la Velocidad Axial disminuye.
  • Entrada en Pérdida del Compresor (Stall/Surge): Puede ocurrir si el flujo se interrumpe (ej. desajuste entre RPM y flujo).
    • Síntomas: Alta EGT, Vibración, pérdida de empuje, ruidos fuertes de explosión (surge).
    • Prevención:
      • Álabes Guía de Entrada Variables (VIGVs): Antes de la 1ª etapa, ajustan el ángulo del aire.
      • Álabes Estatores Variables (VSVs): Entre etapas.
      • Válvulas de Sangrado (Bleed Valves): Liberan presión para prevenir flujo inverso.

Difusor

Situado entre la salida del compresor y la cámara de combustión.

  • Función: Un conducto divergente que disminuye la velocidad del aire y aumenta la presión estática.
  • Propósito: Frenar el aire a una velocidad compatible con la propagación de la llama, asegurando que la llama arda continuamente y no se apague.

Cámara de Combustión

Mezcla el aire comprimido con combustible y lo quema.

  • Proceso: Combustión a presión constante.
  • Inyectores de Combustible: Atomizan el combustible en un spray con componentes de velocidad axial y tangencial.
  • Válvulas de Drenaje: Situadas en la parte inferior para eliminar combustible no quemado tras un arranque fallido (wet start).

Sección de Turbina

Extrae energía de los gases calientes para mover el compresor y accesorios.

  • Tipos:
    • Turbina de Impulso (Acción):
      • Estatores (NGV): Conducto convergente -> Velocidad Aumenta, Presión Disminuye.
      • Rotores: Forma de cuchara -> Velocidad Disminuye, Presión Constante.
    • Turbina de Reacción:
      • NGV: Dirige el aire (Presión constante).
      • Rotores: Forma convergente -> Velocidad Aumenta, Presión Disminuye (creando fuerza de reacción).
  • Limitaciones: La turbina es el componente más estresado (Calor + Fuerza centrífuga).
    • Creep (Fluencia): Los álabes se estiran con el tiempo debido al estrés/calor. Limita la vida del motor y la temperatura máx (TGT/EGT).
    • Control Activo de Holgura (ACC): Enfría la carcasa para mantener la holgura óptima con las puntas de los álabes.

Sección de Escape

Dirige los gases fuera del motor para producir empuje.

  • Tubo de Chorro (Jet Pipe): Conduce el gas.
  • Cono de Escape: Suaviza el flujo que sale de la turbina.
  • Tobera Propulsora: Generalmente convergente.
    • Función: Aumenta la velocidad de los gases de escape y disminuye la presión para maximizar el momento y el empuje.

Daño por Objetos Extraños (FOD)

Ingestión de escombros/objetos.

  • Indicaciones: Alta Vibración, Alta EGT, fluctuación de RPM o parámetros.