Rediseño y construcción de un rodete para la turbina Pelton EDIBON modelo TPC del Laboratorio de Sistema de Transporte y Aprovechamiento de Fluidos (STAF)

Abstract

El rodete de la turbina Pelton EDIBON modelo TPC del Laboratorio de Sistemas de Transporte y Aprovechamiento de Fluidos (STAF) de la Escuela de Ingeniería Mecánica en la Universidad Industrial de Santander presentaba deterioro en sus cangilones, comprometiendo la continuidad de las prácticas experimentales. En respuesta a esta necesidad, este trabajo tuvo como objetivo rediseñar y construir un rodete funcional compatible con las condiciones de operación del banco. El desarrollo comprendió el análisis de las condiciones hidráulicas y geométricas del equipo original, considerando parámetros como el caudal, la velocidad del chorro y la potencia teórica. Posteriormente, el diseño fue validado mediante análisis por elementos finitos (FEA) y dinámica de fluidos computacional (CFD) para evaluar su integridad estructural frente a las fuerzas hidrodinámicas de impacto. Se implementó una manufactura híbrida compuesta por cangilones individuales impresos en 3D (PETG) y discos metálicos de soporte, sometiendo el conjunto a pruebas en laboratorio. Los ensayos evidenciaron un comportamiento dinámico estable sin vibraciones ni fallas estructurales. En consecuencia, el rodete desarrollado constituye una alternativa técnica y económica viable que restituye la operatividad del equipo y fortalece las actividades académicas del laboratorio STAF.