Proyecto Tronador II: Aleaciones con propiedades mecánicas a altas temperaturas

Desde hace unos años, el Laboratorio de Investigaciones de Metalurgia Física (LIMF) de la Facultad de Ingeniería viene realizando desarrollos en el marco del proyecto Tronador II. Actualmente, trabaja en la elaboración de aleaciones que se utilizan para la fabricación de la cámara de combustión y la tobera del motor del cohete (por donde salen los gases de escape que impulsan y direccionan al vector en el aire).

Modelo empleado para la fusión de aleaciones de la tobera.
(© UNLP)

El ingeniero Alfredo González, coordinador de los proyectos en el LIMF, señaló que lo que se busca es generar un material que tolere los 700 grados centígrados. Es decir, que tenga muy buenas propiedades mecánicas a esa temperatura y, a su vez, que tenga una excelente conductividad térmica para poder extraer el calor rápidamente.

Para enfriar la pieza debe poseer un circuito tallado por el cual circula el combustible que luego ingresa al motor. “El combustible actúa, en cierto modo, como refrigerante de la tobera y es inyectado al motor precalentado. Lo cual mejora el rendimiento del motor”, explicó González.

Según el ingeniero, dentro de los materiales el cobre es el que tiene la mejor conductividad térmica pero, sus propiedades mecánicas no son las ideales. Entonces, “el desafío es ver de qué manera podemos mejorar las cualidades mecánicas del cobre sin afectar mayormente las propiedades de conductividad. Es un juego de equilibrios”, señaló.

González detalló que en el LIMF ya se avanzó en dos aspectos. “El primero, fue trabajar sobre una aleación en base cobre con agregado de cromo y circonio. De esa aleación construimos una tobera.

Ahora estamos trabajando en una segunda generación de esa misma aleación, pero con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas y la conductividad, a partir de modificar el proceso de fabricación de la tobera”, describió.

Agregó que “la primera la hicimos por un proceso de moldeo y fusión. Y ahora estamos en una segunda etapa que es fabricar una tobera por un proceso de forja. Es decir, se funde un tocho de la aleación (proceso para darle forma a la pieza) en este caso cobre, cromo y circonio, y luego en caliente se le cambia la forma. Así aquellos defectos que pudieran haber quedado internamente por el propio proceso de fabricación son minimizados o eliminados”.

El ingeniero indicó que existe otra aleación, que tiene mejor conductividad térmica, compuesta por cobre, plata y circonio. “Estamos trabajando en desarrollar los conocimientos de manera tal que, el próximo año, logremos tener una tobera fabricada por forja pero con una aleación de cobre, plata y circonio”, aseguró.

El objetivo es que las toberas puedan ser fabricadas luego por una empresa nacional, con la cual el laboratorio viene trabajando en estos proyectos espaciales.

Fuente: Ingeniar, Revista de Ingeniería (UNLP)

Fotografía de la tobera ya fundida. (© UNLP)