Historia de la Turbina

Historia de la Turbina

La turbina fue inicialmente concebida como dispositivo para entregar torque, utilizando la energía potencial del agua o la velocidad del aire. Las primeras aplicaciones de este mecanismo se pueden observar aun en el siglo XXI en ruedas de agua y molinos de viento, construídos para moler granos e impulsar bombas de agua. La existencia de estos mecanismo aparece por primera vez en la historia durante el Siglo I después de Cristo.
En 1866 se produjo un avance en el diseño de la turbina de agua, que mejoraba su eficiencia. Se fabricó encerrada en una caja que permitía canalizar el flujo del líquido reduciendo las pérdidas.
Durante décadas siguientes, también se fabricaron turbinas impulsadas por expansión de gas o vapor, utilizadas para generar electricidad e impulsar embarcaciones.

Turbina para Aviones

Como el motor de pistones y hélice no permitían superar las velocidades conseguidas hasta ese momento, en la década de 1930 se hacían investigaciones para conseguir una forma más eficiente de impulsar aeroplanos. Con el propósito de construir un motor que utilizara gases calientes en expansión para ejercer fuerza, se inventó en 1921 una turbina experimental. Sin embargo, el primer avión militar jet, impulsado por una turbina, fue construído por alemanes en 1939. Terminada la Segunda Guerra, la tecnología alemana fue estudiada por los vencedores del conflicto y considerando que este motor funciona con una sola pieza móvil, rápidamente lo adoptaron para sus aviones de combate.

Adelantos de la Turbina Jet

Alrededor de 1950 las turbinas comenzaban a equipar aviones de pasajeros y carga. En la década de 1960, ya todos los aviones de envergadura mayor eran a reacción, aunque el motor de pistones aun se utiliza en 2012 para aeronaves privadas de costo menor.
Hasta 1970, no se consiguió una diferencia apreciable de eficiencia entre los aviones impulsados por motores de pistón y los equipados con turbina. Pero todo cambió con la implementación de la turbina con derivación turbojet (turboventilador).

Funcionamiento del Turbojet para Avión

El avión equipado con motor a turbina de combustión interna, basa su principio de funcionamiento en la tercera ley de Newton: "para toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria". La turbina jet es un mecanismo de reacción que ejerce presión (fuerza), en una dirección y se mueve en la contraria.
La descripción básica del turbojet para aeroplano: compresor rotatorio impulsado por una turbina la cual ejerce carga mediante un chorro de aire caliente dirigido a gran velocidad através de una boca. Para mejor comprensión ver Video.
Las primeras turbinas consistían de un motor adicional de pistones que impulsaba el compresor.

Tipos de Turbina para Avión

Turbojet: toma el aire por su boca delantera, lo comprime hasta un máximo de 12 veces, se inyecta combustible que se quema en una cámara de combustión alcanzando los 700 grados celcio, los gases en expansión hacen girar una turbina que impulsa al compresor y los restantes ejercen una presión de alrededor de 2 atmósfera que emerge hacia la atmósfera através de una boquilla, despidiendo un chorro de gas para propulsar la aeronave. Las turbinas de este tipo también se equipan con post quemadores que elevan aun más la temperatura de los gases, en otra cámara de combustión ubicada entre la turbina y la boquilla.


Turboventilador: en el frente presenta un ventilador que sopla aire hacia la turbina pero parte del aire no fluye hacia el compresor sino que se desplaza frío por el contorno del motor mezclándose con los gases calientes a la salida de la boquilla. Esto disminuye el ruido producido por la turbina y proporciona mejor empuje a baja velocidad.


Turbohélice: motor igual al turbojet pero además está equipado con una hélice delantera, impulsada por la turbina, que sirve para aumentar el empuje. Esto hace más eficiente a las aeronaves que se desplazan por debajo de 800 kilómetros por hora. En los modelos evolucionados la hélice se encuentra conectada a la turbina mediante una caja de engranajes lo que le permite estar desplazada en relación a la toma de aire independiente de la turbina.