Optimización de la operatividad del banco de pruebas de turbomáquinas hidráulicas mediante la modificación del sistema de alimentación del fluido de trabajo

Abstract

La investigación se centró en la optimización del banco de pruebas de turbomáquinas hidráulicas del Laboratorio de Máquinas Hidráulicas de la UNSAAC, mediante la mejora del sistema de alimentación del fluido. El diagnóstico inicial reveló que la bomba original Pentax65-160B (13 kW) operaba con un desempeño limitado (1205 L/min y 20,49 m.c.a.) debido a elevadas pérdidas de carga ocasionadas por corrosión y deficiencias de diseño en la línea de succión, situando al sistema cerca del umbral de cavitación y restringiendo la correcta caracterización de las turbomáquinas Michell-Banki y PAT. El objetivo fue ampliar el rango operativo del banco y mejorar la calidad de los ensayos experimentales. Para ello, se adoptó una metodología cuantitativa y experimental que incluyó la sustitución de la bomba por una Pedrollo F80/160A de 22 kW con variador de frecuencia, la ampliación de la succión a DN 150, la eliminación de accesorios de alta pérdida y la incorporación de un banco de carga resistivo de 8,88 kW. Estas modificaciones redujeron significativamente la resistencia hidráulica y mitigaron el riesgo de cavitación. Como resultado, el sistema alcanzó 2421 L/min y 34,41 m.c.a., duplicando el caudal inicial. Las curvas H–Q obtenidas entre 30 y 60 Hz presentaron un error global cercano al4, 8% respecto al modelo teórico. El banco optimizado permitió evaluar adecuadamente ambas turbomáquinas, con una inversión total de S/ 36040,27, de la cual el 72,8% correspondió al nuevo sistema de bombeo.