Las unidades de potencia auxiliar (APU, por sus siglas en inglés) son dispositivos convencionalmente incluidos en las aeronaves para proporcionarles autonomía. Sin embargo, estas unidades suelen tener efectos perjudiciales en el medio ambiente, como la contaminación acústica y las emisiones de gases en los aeropuertos. Además, la operación de la aeronave en tierra puede requerir tres tipos de fuentes de energía externas: eléctrica, neumática de alta o baja presión y hidráulica.
El objetivo de la invención es ofrecer una versatilidad de uso capaz de reducir los efectos ambientales perjudiciales al tiempo que facilita la operación de la aeronave en tierra mediante la reducción del número y tipo de fuentes de energía externas.
¿Qué es una batería APU?
Una batería APU es una unidad de potencia auxiliar que consta de un módulo de potencia alimentado por combustible, un compresor neumático y/o una bomba hidráulica, una caja de cambios y uno o varios generadores eléctricos. Su principal uso está destinado cuando la aeronave está en tierra, con los motores principales apagados y no se puede suministrar la energía externa necesaria para el uso deseado de la aeronave.
Las fuentes de energía más comúnmente disponibles en los aeropuertos en la actualidad son las eléctricas. Por otro lado, la energía neumática de alta presión es la más difícil de obtener.
La configuración convencional descrita anteriormente tiene la desventaja de que su operación produce ruido, consume combustible y emite gases contaminantes al medio ambiente, lo que resulta en contaminación acústica y ambiental.
La invención proporciona una nueva arquitectura de la unidad de potencia auxiliar (APU) de una aeronave, que, al igual que las convencionales, comprende un módulo de potencia (motor) alimentado por combustible, un compresor neumático y/o una bomba hidráulica, una caja de cambios y un generador eléctrico para permitir la producción de energía eléctrica, neumática, hidráulica o una combinación de estas. Sin embargo, la novedad radica en que también incluye un motor eléctrico, para el cual el generador eléctrico también puede funcionar como motor eléctrico (gracias a la reversibilidad que pueden presentar las máquinas eléctricas), de modo que el generador/motor eléctrico está conectado al módulo de potencia a través de la caja de cambios y un embrague principal.
Modos de operación de las baterías APU
La batería APU tiene diferentes modos de operación dependiendo de las necesidades requeridas de la unidad de potencia auxiliar. Estos modos de operación incluyen:
Modo de generación simultánea de energía eléctrica y neumática
En este modo de operación, el motor de la batería APU está acoplado al compresor neumático a través de la caja de cambios y el embrague principal, lo que permite la generación simultánea de energía eléctrica y neumática. Este modo es útil cuando se requiere tanto energía eléctrica como neumática en la aeronave.
Modo de generación de energía neumática utilizando energía eléctrica externa
En este modo de operación, el motor eléctrico de la batería APU es alimentado por energía eléctrica externa, lo que permite que el compresor neumático funcione sin necesidad de encender el motor de potencia. Esto reduce el consumo de combustible y las emisiones de gases contaminantes durante la generación de energía neumática.
Modo de generación de energía eléctrica únicamente
En este modo de operación, el motor de potencia de la batería APU está acoplado al generador eléctrico a través de la caja de cambios y el embrague principal, lo que permite la generación de energía eléctrica sin generar energía neumática o hidráulica. Este modo es útil cuando solo se necesita energía eléctrica en la aeronave.
Modo de arranque del motor de potencia
En este modo de operación, el motor eléctrico de la batería APU se utiliza para arrancar el motor de potencia a través de la caja de cambios y el embrague principal. Esto permite el arranque del motor de potencia sin generar energía neumática o hidráulica. Este modo es útil durante el proceso de encendido inicial de la aeronave.
Estos modos de operación proporcionan una mayor versatilidad y eficiencia en el uso de la batería APU, al tiempo que reducen el impacto ambiental y los costos operativos para las aerolíneas. Además, se espera que en el futuro haya mayores restricciones o penalizaciones en el uso de las baterías APU debido a motivos acústicos y/o ambientales.
Beneficios de las baterías APU
Las baterías APU ofrecen una serie de beneficios significativos para las aeronaves y el medio ambiente:
- Reducción del ruido y la contaminación acústica en los aeropuertos.
- Reducción de las emisiones de gases contaminantes.
- Aumento de la autonomía de las aeronaves en tierra.
- Reducción de los costos operativos para las aerolíneas.
- Mayor versatilidad y eficiencia en la generación de energía.
Consultas habituales sobre las baterías APU
Sí, las baterías APU pueden ser adaptadas a diferentes tipos de aeronaves, ya que su diseño modular permite su integración en distintos sistemas.
¿Cuál es la vida útil de una batería APU?
La vida útil de una batería APU puede variar dependiendo de varios factores, como la calidad de los componentes utilizados y el mantenimiento adecuado. En general, se espera que una batería APU tenga una vida útil de varios años.
¿Las baterías APU requieren mantenimiento regular?
Sí, al igual que cualquier otro sistema de energía, las baterías APU requieren un mantenimiento regular para garantizar un rendimiento óptimo y prolongar su vida útil. Esto puede incluir inspecciones periódicas, pruebas de rendimiento y reemplazo de componentes desgastados.
¿Las baterías APU son seguras de usar?
Sí, las baterías APU están diseñadas siguiendo estrictos estándares de seguridad para garantizar su operación segura en las aeronaves. Además, se realizan pruebas exhaustivas y se implementan medidas de seguridad adicionales para prevenir cualquier riesgo potencial.
Las baterías APU son una solución innovadora para mejorar la autonomía y reducir el impacto ambiental en las aeronaves. Su diseño modular y sus diferentes modos de operación ofrecen versatilidad y eficiencia en la generación de energía, al tiempo que disminuyen el ruido y las emisiones contaminantes. Con el avance de la tecnología, se espera que las baterías APU se conviertan en una opción más común en la industria de la aviación, contribuyendo así a un futuro más sostenible.
¿Quieres encontrar más artículos similares a Baterías apu: autonomía y impacto ambiental en aeronaves? Te invitamos a explorar la sección de Baterías en Baterías Rincón para descubrir más contenido relacionado.