Y-TEC trabaja en el desarrollo y producción de combustible para cohetes

Reproducimos a continuación una muy interesante nota publicada por la empresa de tecnología Y-TEC en la última edición de su revista Desafíos, de septiembre de 2014, destacando el trabajo que la compañía viene desempeñando en el desarrollo del combustible para el futuro lanzador satelital Tronador II.

DESARROLLO Y PRODUCCIÓN DE COMBUSTIBLE PARA COHETES: PROYECTO TRONADOR II

El Proyecto Inyector Satelital para Cargas Útiles Livianas (ISCUL) busca poner en órbita polar de 600 km de altura satélites de hasta 250 kilogramos. Y-TEC trabaja desde 2012 junto a la CONAE y VENG S.A. para producir el combustible tipo RP-1 en la Argentina.

La Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) tiene por misión proponer  y ejecutar el Plan Espacial Nacional, con carácter de Plan Estratégico para las actividades espaciales, estableciéndose como una clara política de Estado y de prioridad nacional. Una misión fundamental de la CONAE es la colocación en órbita de satélites propios, buscando para ello el desarrollo de tecnología nacional para futuros lanzamientos.

En el marco del Programa de Investigación y Desarrollo de Medios de Acceso al Espacio de la CONAE, el proyecto Inyector Satelital para Cargas Útiles Livianas (ISCUL) tiene como finalidad la elaboración de todas las etapas necesarias para disponer de un lanzador (Tronador II)  con capacidad para poner en órbita polar de 600 km de altura satélites de hasta 250 kilogramos.

Se siguió la filosofía de modelar las etapas del desarrollo de los vehículos experimentales suborbitales (VEX), que incluyen los sistemas de control de vuelo, con el objetivo de demostrar la madurez tecnológica de los componentes de los subsistemas de propulsión, aviónica y estructuras necesarios para satisfacer los requerimientos del lanzador y todas las facilidades auxiliares. Los desarrollos son llevados a cabo en un marco de completa transparencia y contemplando las posibilidades ofrecidas por los programas de cooperación internacional, en forma coincidente con la política argentina en materia de no proliferación y los compromisos internacionales asumidos.

Tronador II

El proyecto Tronador se desarrolla bajo responsabilidad de CONAE y la participación de la empresa VENG S.A. en carácter de contratista principal.

La configuración para el vehículo lanzador Tronador II es de dos etapas. Para la primera etapa, llamada también etapa inferior, de mayor empuje y gasto de combustible, los propelentes serán kerosene de calidad espacial (RP-1) y oxígeno líquido. Dicho kerosene está siendo desarrollado para la CONAE por Y-TEC. Esta etapa tiene un empuje, medido a nivel del mar, de 90 toneladas, suministrado por tres motores de 30 toneladas en empuje cada uno.

Para la segunda etapa, también llamada etapa superior, el empuje se ubicará en el rango de 1,5 a 4 toneladas en tierra, lo que corresponde a 2 y 5,5  toneladas en el vacío. Es impulsada por un motor tipo presurizado.

Facilidades Auxiliares

El lugar de lanzamiento de un satélite debe cumplir varias condiciones especiales que restringen las alternativas posibles. Por su conformación geográfica, La Argentina posee ventajas comparativas para la puesta de satélites en órbita polar, entendiéndose por ésta una órbita coincidente con los meridianos terrestres.

El lugar señalizado para la plataforma de lanzamiento es el Centro Espacial en la zona del área Naval de Puerto Belgrano, en Bahía Blanca.  Este lugar debe cumplir con los  requerimientos de asegurar que los lanzamientos no pasen por zonas habitadas en el tramo previo a su entrada en órbita.

En la misma zona se instalarán los sectores de planta de propelentes y de banco de prueba para los motores de los sistemas de propulsión.

Desarrollo y producción de combustible tipo RP-1

La participación de Y-TEC en el proyecto comenzó a finales de 2012, con el acercamiento de CONAE y VENG a YPF para evaluar la posibilidad de producir el combustible tipo RP-1 en la Argentina. Tratándose del desarrollo de un nuevo producto, el desafío fue rápidamente asumido por Y-TEC.

Los objetivos planteados fueron el desarrollo de un combustible en especificación y la capacidad de producirlo en los volúmenes requeridos por el programa. Adicionalmente, se planteó la necesidad de contar con los recursos necesarios para afrontar una segunda fase de desarrollo, con el objetivo de mejorar las propiedades del combustible en función de su comportamiento en los futuros ensayos del motor.

El punto de partida para el desarrollo inicial fue una especificación del combustible proporcionada por la CONAE y VENG, que se asemeja al combustible para aviación Jet A-1, en algunos aspectos, pero presenta diferencias importantes en otros.

A partir de esta información se realizó una evaluación de diferentes corrientes de proceso existentes en los complejos industriales de YPF que, en función de sus propiedades, pudieran servir para formular el combustible, o como materia prima de un proceso para producirlo.

Se tuvieron en cuenta otros criterios adicionales, como la disponibilidad y los requerimientos logísticos, pero se priorizó la selección de una materia prima que pudiera ser transformada mediante un proceso viable, tanto técnica como económicamente.

La corriente seleccionada finalmente está disponible en la refinería La Plata, y requiere pasar por un proceso de refinación para alcanzar el cumplimiento de todas las especificaciones del combustible deseado.

Durante el año 2013, se realizaron múltiples pruebas en laboratorio y escala banco para seleccionar y optimizar el proceso de tratamiento.

A principios de 2014, se inició la ingeniería de un prototipo de planta de producción de combustible, que tendrá una capacidad de producción suficiente para abastecer las necesidades del programa de la CONAE y VENG durante los primeros años, y la flexibilidad operativa para adaptarse a cambios previsibles, tales como las fluctuaciones en la calidad de la materia prima y requerimientos puntuales de mayores volúmenes de producción. Un aspecto destacable de esta instalación es que contará con un avanzado sistema de control y un elevado nivel de seguridad. La ingeniería básica ya se ha completado.

En paralelo con la ingeniería del prototipo de producción, se está desarrollando la ingeniería de las instalaciones requeridas para el manejo y almacenamiento de la materia prima y el producto terminado, y para el abastecimiento de los servicios necesarios. También se están desarrollando actividades relacionadas con la caracterización integral del combustible, no solo para asegurar un adecuado control de calidad del producto, sino también para obtener información necesaria para el ajuste final del diseño del motor del Tronador II.

En los próximos meses se espera iniciar las primeras pruebas en motor a escala reducida. La puesta en marcha del prototipo de producción está prevista para mediados de 2015.

Ha pasado un año y medio desde el inicio de las actividades relacionadas con el proyecto de desarrollo y producción de este combustible en la gerencia de Downstream de Y-TEC. El equipo de trabajo involucra hoy a más de 40 personas, incluyendo el personal de YPF de la Gerencia de Planificación y Desarrollo Técnico de Downstream, Gerencia Ejecutiva Comercial, distintas gerencias del Complejo Industrial La Plata, investigadores del PlaPiQui (Universidad Nacional del Sur / CONICET) y especialistas de la CONAE y de VENG S.A. Este equipo continuará creciendo y evolucionando para acompañar el desarrollo del proyecto y afrontar los nuevos desafíos por venir.

Fuente: Y-TEC

Nota: YPF Tecnología S.A. (Y-TEC) es una empresa creada en diciembre de 2012 a partir de la nacionalización de la petrolera YPF, cuyo objetivo es la investigación y el desarrollo de productos en el área de las energías no convencionales, de recuperación secundaria y energías renovables, entre otros. Fue creada a partir de una asociación estratégica de la petrolera YPF S.A. con el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), y su capital accionario pertenece en un 51% a YFP S.A, y en un 49% al Conicet.