Las pruebas de demostración que se están llevando a cabo en Praga con combustibles sostenibles han brindado información inicial a los equipos conjuntos de CVUT, GE y Avio Aero, que ahora tienen como objetivo funcionar con 100% SAF.
Pasaron poco más de dos meses desde el pasado mes de noviembre, cuando GE Aviation Turboprop y la Universidad Técnica Checa en Praga CVUT iniciaron la campaña de pruebas demostrativas para el uso de SAF (combustibles de aviación sostenibles) en el motor Catalyst, como parte de un programa de colaboración tecnológica más amplio. entre la empresa y las universidades checas.
Las pruebas con el Catalyst impulsado por SAF se llevaron a cabo dentro de una de las salas del centro de pruebas VZLU, a tiro de piedra de la sede de GE Aviation Turboprop; esta misma sala acogió las pruebas de alta potencia del motor, en 2018. Mientras que, a día de hoy, más de 3,000 horas de operaciones de prueba en 17 motores ensamblados han involucrado al nuevo motor turbohélice avanzado nacido en Europa.
“Esta campaña difiere de las pruebas de resistencia clásicas”, explica Massimo Giambra, ingeniero senior en sistema de motor de Avio Aero. “De hecho, alternamos las pruebas con combustible para aviones Jet-A tradicional con pruebas con una mezcla de SAF al 40 %. Acumulamos 30 horas de actividad del motor hasta el momento, 10 de las cuales utilizando exclusivamente SAF: desde el punto de vista de prestaciones, consumo, potencia y comportamiento general del motor, podemos decir que estamos satisfechos. Según los resultados iniciales, Catalyst responde de la misma manera con ambos combustibles, aunque todavía estamos profundizando en nuestros análisis”.
Un motor completamente nuevo, desarrollado después de más de 50 años sin turbohélices completamente nuevos lanzados al mercado, claramente pone a los diseñadores, especialistas tecnológicos e ingenieros frente a casos sin precedentes. Es por eso que el Catalyst se somete a pruebas de certificación y desarrollo que otros motores turbohélice nunca han enfrentado.
La demostración con SAF, en este caso, tiene el objetivo principal de comparar las emisiones del motor y el humo de escape entre los dos combustibles. “El objetivo no era la certificación de humo y emisiones, sin embargo, realizamos y medimos la actividad siguiendo los parámetros de ecosostenibilidad de la OACI (la Organización de Aviación Civil Internacional parte de la ONU, ed.). De hecho, entre los requisitos del programa está la reducción de emisiones y humos. Ya podemos decir que, hasta el momento, los resultados sugieren una disminución de los humos a plena carga del 25 % con este tipo de SAF”, añade Fabio Turrini, Ingeniero Consultor de Diseño de Sistemas de Combustión de Avio Aero.
El tipo de SAF que utiliza el Catalizador en esta primera fase se denomina ATJ (Alcohol To Jet) y se produce mediante un proceso de reconversión de alcohol etílico en combustible, alcohol que se puede extraer en el planeta a partir de diversas fuentes renovables como la caña de azúcar. , biomasa o residuos. “Inicialmente, teníamos la intención de alcanzar la mezcla con un 50 % de SAF pero, para cumplir con los estándares de certificación internacional para combustibles para aviones, al final, decidimos optar por un ATJ 40 % 'drop-in' SAF con un 60 % de Jet-A mezcla”, dice Martin Svoboda, gerente de proyectos sénior de GE Aviation Turboprop, quien siguió de cerca las pruebas de motores con colegas de la Universidad CVUT y equipos de especialistas.
“Nos estábamos preparando para esta campaña ya en 2020, luego la crisis de salud afectó nuestro cronograma”, continúa Svoboda. “La complejidad de estas pruebas comienza desde la adquisición aquí en Europa, ya que nos llevó mucho tiempo encontrar el combustible alternativo: muchos de los grandes fabricantes no están interesados en hacer la mezcla con fines experimentales, por lo que encontramos un combustible pequeño pero avanzado. productor en Carolina del Norte (EE. UU.) que fue capaz de proporcionar una solución personalizada”.
También es fácil imaginar lo delicado que es tratar con tales sustancias y, por lo tanto, junto con los expertos en Ingeniería, Gestión de Programas, Combustión y Combustible, los equipos de Pruebas y Abastecimiento, también se activaron los departamentos de Medio Ambiente, Salud y Seguridad de la oficina de Praga. como proveedor externo especializado. Las operaciones incluyeron el transporte, uso, almacenamiento y circulación de los dos tipos de combustible en las tuberías de la celda de prueba avanzada denominada “Célula de prueba DYNO”.
“La evaluación del desempeño con SAF, así como su efecto sobre las emisiones, la contaminación del aire y la salud humana, requiere una preparación, diseño y ejecución exhaustivos de las pruebas, de modo que pueda separar los efectos del combustible de una miríada de otros. efectos”, dice Michal Vojtisek, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Praga y alquimista residente. Experto en combustibles, combustión y emisiones, el Prof. Vojtisek fue uno de los pioneros en la medición de emisiones de vehículos terrestres durante la década de los 90, adquiriendo experiencia también en Estados Unidos.
“Al seleccionar la instrumentación y la secuencia de prueba para esta campaña, nos basamos en nuestra experiencia en pruebas de vehículos, así como en el desarrollo reciente en pruebas de emisiones de motores de aviación. Hemos analizado digitalmente los gases de escape para una variedad de contaminantes, incluidos gases de efecto invernadero como CO2, metano y N2O, en especies de nitrógeno reactivo, la concentración de hollín no volátil, distribuciones de tamaño y recuentos totales de partículas junto con el recuento total de no- partículas volátiles”, explica el Prof. Vojtisek. Junto a él, cuenta con un equipo de diez técnicos e investigadores de la CVUT que han realizado una formación dedicada, especializándose en una disciplina clave para el estudio de los impactos climáticos y en la salud.
Puede parecer obvio, pero poder filtrar, analizar y medir una corriente de gas con precisión es una operación bastante sofisticada. El sistema de tuberías de la sala de pruebas está equipado con sensores, al igual que los tubos de escape: “el sistema que tenemos en la sala es lo suficientemente flexible como para adaptarse a cierto tipo de pruebas en un tiempo relativamente corto. Dado que es bastante difícil adquirir SAF, todo debe funcionar correctamente desde la primera ejecución, no hay muchas oportunidades. Estas pruebas tenían como objetivo una evaluación realista de las emisiones de gases y partículas con el SAF comparándolo con el combustible JET A-1 convencional”.
El próximo paso ahora está al alcance de los equipos conjuntos de la empresa y la universidad que estudian e implementan soluciones sostenibles mientras mantienen los altos estándares operativos del nuevo motor. “Nuestro objetivo es operar con SAF al 100 % lo antes posible”, dice Svoboda. “Esta vez también estamos buscando un proveedor de SAF para apoyar la campaña de prueba. Sería bueno que fuera europeo como nuestro Catalyst”.
Texto de: Yari Bovalino
Foto: Jiří Ryszawy, CTU en Praga
El puesto Un catalizador más sostenible apareció por primera vez en Aeroespacial.
