Las turbinas hidráulicas modernas presentan desafíos de ingeniería extraordinarios. En las grandes unidades verticales, los cojinetes de empuje deben soportar cargas axiales que superan las 6000 toneladas: el peso combinado del rotor, el rodete y el empuje hidráulico. Actualmente, la capacidad de las unidades individuales ha alcanzado los 889 MVA con turbinas de 800 MW en instalaciones como la central hidroeléctrica de Xiangjiaba en China. Este artículo ofrece una visión general completa de los cojinetes de las turbinas hidráulicas, analizando sus tipos, materiales, consideraciones de diseño, desafíos operativos e innovaciones emergentes.
Los sistemas de cojinetes de las turbinas hidráulicas generalmente comprenden dos categorías fundamentales, cada una de las cuales cumple funciones distintas.
Cojinetes de empuje
Los cojinetes de empuje soportan fuerzas axiales: la carga vertical transmitida a lo largo del eje por el peso de los componentes giratorios y el empuje hidráulico axial sobre el rotor de la turbina. En la mayoría de los cojinetes de empuje de turbinas hidráulicas, se adopta un diseño de almohadilla basculante para aumentar la capacidad de carga y mejorar la estabilidad de la unidad. Estos cojinetes transfieren una carga axial sustancial de los componentes giratorios a los estacionarios mediante una fina película lubricante con una fricción extremadamente baja y prácticamente sin desgaste.
La historia de los cojinetes de empuje modernos se remonta a 1912, cuando el cojinete de empuje Kingsbury, con una capacidad de carga axial de 184 toneladas, se utilizó por primera vez en la central hidroeléctrica de Holtwood, en Pensilvania, Estados Unidos. Esta innovación permitió diseñar unidades hidroeléctricas mucho más grandes con cargas axiales sustanciales.
Cojinetes guía
Los cojinetes guía absorben las cargas radiales y mantienen los ejes alineados. Ubicados a lo largo del eje vertical, mantienen el rotor centrado en el estator. Los cojinetes guía pueden tener geometría fija o almohadillas basculantes y pueden lubricarse con aceite o con agua.
Sistemas de rodamientos combinados
En muchas configuraciones de turbinas hidráulicas, tanto los cojinetes de empuje como los cojinetes guía se alojan en un depósito de aceite compartido, donde la circulación del aceite interactúa, lo que da lugar a un comportamiento de lubricación complejo. Si bien ambos cojinetes comparten el depósito, sus películas de aceite lubricante funcionan de forma independiente, mientras que la distribución de temperatura y presión dentro del depósito está determinada conjuntamente por ambos cojinetes.
Fecha de publicación: 22 de junio de 2026
