ES2587265T3 - Aparato de acceso para una turbina eólica y método de uso del mismo - Google Patents
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Abstract
Una turbina eólica, que comprende: una torre; un buje del rotor soportado por la torre; al menos una pala que se extiende desde el buje del rotor; una góndola acoplada a la torre y próxima al buje del rotor; y un conducto de transporte que proporciona selectivamente comunicación entre un interior de la góndola y un interior del buje del rotor, caracterizado por que el conducto de transporte tiene una condición colapsada en la que el conducto de transporte se localiza completamente dentro de la góndola, y una condición extendida en la que el conducto de transporte se extiende parcialmente en el interior del buje del rotor.
Description
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DESCRIPCION
Aparato de acceso para una turbina eolica y metodo de uso del mismo Campo tecnico
La presente invencion se refiere, en general, a turbinas eolicas y, mas particularmente, a un aparato de acceso que facilita el acceso al interior de ciertas areas de la turbina eolica.
Antecedentes
Las turbinas eolicas tienen al menos una pala, y tipicamente una pluralidad de palas, que se extienden desde un buje del rotor, y una gondola que contiene los componentes de generacion de energfa electrica de la turbina eolica. A veces es necesario realizar tareas de mantenimiento o reparacion dentro del buje del rotor, en cuyo caso es necesario transportar componentes de repuesto y, en ocasiones, personal, al interior del buje del rotor. Convencionalmente, estos componentes de repuesto y/o personal se transportan al interior del buje del rotor a traves de una abertura en la parte superior del buje del rotor, usando una grua.
Estos metodos convencionales son complejos y consumidores de tiempo.
Sena deseable, por lo tanto, proporcionar metodos y aparatos que mejoren el acceso al interior del buje del rotor de una turbina eolica y que faciliten el transporte de componentes de reparacion y/o personal al interior de ese espacio
El documento US 2010/0026010 A1 desvela un generador multiple de turbina eolica con una naturaleza tubular, permitiendo de ese modo el acceso por seres humanos al interior de la turbina eolica.
Sumario
En una realizacion de la invencion, se proporciona una turbina eolica que tiene una torre y un buje de rotor que esta soportado por la torre. Al menos una pala, y preferiblemente una pluralidad de palas, se extienden desde el buje del rotor, y se acopla una gondola a la torre y se localiza proxima al buje de rotor. La turbina eolica tiene tambien un conducto de transporte que proporciona selectivamente comunicacion entre un interior de la gondola y un interior del buje del rotor.
El conducto de transporte puede tener una primera condicion, colapsada, en la que el conducto de transporte esta localizado completamente dentro de la gondola, y una segunda condicion, extendida en la que el conducto de transporte se extiende parcialmente dentro del interior del buje del rotor. En una realizacion espedfica, el conducto de transporte es una estructura telescopica que puede tener al menos dos componentes alargados que se mueven telescopicamente uno con respecto al otro. En una realizacion, el conducto de transporte tiene tres componentes alargados, en el que uno de los componentes alargados puede fijarse a la gondola mientras que los otros dos componentes telescopicos pueden acoplarse al componente fijo en una forma en voladizo. En una realizacion, al menos uno de los componentes alargados define un canal cerrado y un exterior del canal cerrado puede disponerse en un exterior de la turbina eolica cuando esta en la condicion extendida. Al menos uno de los componentes alargados puede definir tambien un canal abierto.
Adicionalmente, el conducto de transporte puede incluir un canal y un carrito que se configura para recibir objetos sobre el. El carrito se configura para moverse a lo largo del canal para el movimiento de los objetos entre la gondola y el buje del rotor. El canal, en algunas realizaciones, tiene un perfil con forma de U. El conducto de transporte puede extenderse a traves de una abertura en el buje del rotor. Adicionalmente, el conducto de transporte puede extenderse a traves de una abertura en una pared de la gondola. Puede haber un refuerzo en la pared de la gondola y/o del buje, adyacente a las aberturas formadas en ellos.
En otra realizacion, se proporciona un metodo para el transporte de un objeto a un interior del buje del rotor de una turbina eolica, teniendo tambien la turbina eolica al menos una pala que se extiende desde el buje del rotor, una torre que soporta el buje del rotor y una gondola acoplada a la torre y localizada proxima al buje del rotor. El metodo incluye el acceso al interior de la gondola de modo que se posicione el objeto en la gondola, y el movimiento del objeto a lo largo de un conducto de transporte que comunica un interior de la gondola con un interior del buje del rotor.
El metodo puede incluir la extension telescopicamente del conducto de transporte al interior del buje del rotor. Adicionalmente o como alternativa, el metodo puede incluir el colapso del conducto de transporte de modo que este completamente contenido dentro del interior de la gondola. El movimiento del objeto a lo largo del conducto de transporte incluye, en algunas realizaciones, el soporte de un objeto sobre un carrito y el movimiento del carrito a lo largo de un canal que se define por el conducto de transporte para mover de ese modo el objeto entre la gondola y el buje del rotor.
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Breve descripcion de los dibujos
Los dibujos adjuntos, que se incorporan en, y constituyen una parte de, la presente memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invencion y, junto con una descripcion general de la invencion dada anteriormente, y la descripcion detallada de las realizaciones dada a continuacion, sirven para explicar los principios de la invencion.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una turbina eolica;
la Fig. 2 es una vista en perspectiva de un buje de rotor y gondola de ejemplo de la turbina eolica de la Fig. 1; la Fig. 3 ilustra una realizacion de ejemplo de un conducto de transporte utilizable en la turbina eolica de las Figs. 1 y 2 y en una condicion extendida;
la Fig. 4 ilustra el conducto de transporte de la Fig. 3 en una condicion colapsada, no extendida;
la Fig. 5 es una vista en perspectiva del conducto de transporte de las Figs. 3 y 4 dentro de la gondola mostrada
en la Fig. 2;
la Fig. 6 es una vista en perspectiva del conducto de transporte de la Fig. 5 en una condicion desplegada, extendida, que se extiende en el interior del buje del rotor; y
la Fig. 7 es una vista en seccion transversal tomada en general a lo largo de la lmea 7-7 de la Fig. 4.
Descripcion detallada
Con referencia a las figuras, y mas espedficamente a la Fig. 1, una turbina eolica 10 de ejemplo incluye una torre 12, una gondola 14 en la cima de la torre 12 y un rotor 16 operativamente acoplado a un generador (no mostrado) alojado en el interior de la gondola 14. La turbina eolica 10, que se representa como una turbina eolica de eje horizontal, tiene la capacidad de convertir la energfa cinetica del viento en energfa electrica. Ademas del generador, la gondola 14 aloja varios componentes necesarios para convertir la energfa del viento en energfa electrica y tambien varios componentes necesarios para operar y optimizar el rendimiento de la turbina eolica 10. La torre 12 soporta la carga presentada por la gondola 14, el rotor 16 y otros componentes de la turbina eolica alojados dentro de la gondola 14. La torre 12 de la turbina eolica 10 funciona para elevar la gondola 14 y el rotor 16 a una altura por encima del nivel del terreno o nivel del mar, segun sea el caso, en la que se encuentra viento con un movimiento del aire mas rapido caracterizado por corrientes de aire mas regulares y menos turbulentas.
El rotor 16 incluye un buje central 20 y al menos una pala 24 acoplada a, y extendiendose hacia, el exterior desde el buje central 20. En la realizacion representativa, el rotor 16 incluye tres palas 24 en localizaciones distribuidas alrededor de la circunferencia del buje central 20. Las palas 24 se configuran para interactuar con el flujo de aire que pasa para producir sustentacion que hace que el rotor 16 gire alrededor de su eje longitudinal. Cada una de las palas 24 puede conectarse al buje central 20 a traves de un mecanismo de angulo de paso que permite que la pala cambie su paso bajo el control de un controlador del angulo de paso situado en el interior del buje central 20. El viento que excede un nivel mmimo activara el rotor 16 y le permitira girar en una direccion sustancialmente perpendicular al viento. El movimiento de rotacion es convertido en energfa electrica por el generador y se suministra normalmente a la red electrica tal como es conocido para un experto en la materia.
Continuando con la referencia a la Fig. 1, y haciendo referencia adicionalmente a la Fig. 2, el buje central 20 del rotor 16 aloja varios componentes necesarios para operar la turbina eolica 10. Como se ha explicado anteriormente, por ejemplo, el buje central 20 puede alojar en su interior un controlador del angulo de paso. Adicionalmente, pueden localizarse otros componentes dentro del buje central 20 y pueden ser electricos, mecanicos o electromecanicos. Estos componentes adicionales no se mencionan ni se describen en detalle en tanto que no forman parte de la presente invencion.
Convencionalmente, al interior 20a del buje central 20 se accede a traves de una abertura de acceso (no mostrada) en el buje 20. Por ejemplo, el buje central 20 puede orientarse en una posicion de parada de modo que la abertura de acceso se posicione hacia arriba y adyacente a una superficie superior de la gondola 14. De acuerdo con un aspecto de la invencion, el acceso al interior 20a del buje central 20 es a traves de otra ruta.
Mas particularmente, en una realizacion de ejemplo, puede accederse al interior 20a del buje central 20 a traves del interior 14a de la gondola 14. Naturalmente, puede accederse al interior 14a de la gondola 14 a traves de medios convencionales, tales como a traves de la torre 12.
Adicionalmente, el acceso al interior 20a del buje central 20 se facilita a traves de un aparato de acceso, que en una realizacion puede tomar la forma de un conducto de transporte, designado en general por el numero 25, y que proporciona comunicacion selectiva entre el interior 14a de la gondola 14 y el interior 20a del buje central 20. Como se explica con mas detalle a continuacion, el conducto de transporte 25 tiene una primera condicion, extendida, en la que al menos una parte del mismo se extiende al interior 20a del buje central 20, y una segunda condicion, colapsada, en la que el conducto de transporte 25 se almacena completamente en el interior 14a de la gondola 14 cuando no se usa.
Con este fin, en una realizacion, el conducto de transporte 25 es una estructura telescopica que tiene dos o mas componentes alargados que se mueven telescopicamente uno con respecto al otro. En la realizacion ilustrada, por
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ejemplo, el conducto de transporte 25 tiene tres de dichos componentes alargados 26, 27, 28 que se colapsan telescopicamente cuando no se usan de modo que se localicen completamente dentro de la gondola 14. Una realizacion que tiene tres componentes telescopicos es de ejemplo y debena considerarse que en realizaciones alternativas, el conducto de transporte 25 puede incluir dos componentes o mas de tres componentes y estar dentro del alcance de la invencion. En la condicion colapsada (Fig. 4), cada uno de los componentes alargados 26, 27, 28 tiene sus extremos longitudinales respectivos coincidentes con los extremos longitudinales de los otros componentes alargados 26, 27, 28, tal como se muestra en las Figs. 4 y 5. En la condicion extendida del conducto de transporte 25 (Figs. 3 y 6), el extremo longitudinal distal 26a del componente alargado distal 26 se extiende dentro del interior 20a del buje central 20, mientras que el extremo longitudinal proximal 26b del mismo permanece acoplado a un extremo distal 27a del componente alargado central 27. El extremo proximal 27b del elemento alargado central 27 permanece acoplado a un extremo distal 28a del componente alargado proximal 28, mientras que el extremo longitudinal proximal 28b del componente alargado proximal 28 esta en el interior 14a de la gondola l4.
Con referencia particular a las Figs. 2-7, el componente alargado proximal 28 del conducto de transporte 25 permanece en su sitio dentro de la gondola 14 cuando el conducto de transporte 25 esta en la condicion extendida. Durante el despliegue, los componentes alargados central y distal 26, 27 se mueven de modo deslizante relativamente al componente alargado proximal 28 y relativamente entre sf de modo que alcancen en general una condicion desplegada en la que pueden transportarse objetos (incluso personas tales como tecnicos) desde el extremo longitudinal proximal 28b al extremo longitudinal distal 26a dentro del buje central 20. Ademas de lo anterior, el componente alargado proximal 28 esta soportado dentro de la gondola 14 por un par de soportes o plataformas 32, 34 longitudinalmente opuestos. El componente alargado proximal 28 puede sujetarse de modo fijo o extrafble a la estructura de soporte de la gondola 14 (no mostrada). Por ejemplo, las plataformas 32, 34 pueden estar atornilladas, soldadas o sujetas en otra forma a la gondola 14. En una realizacion alternativa, el componente alargado proximal 28 puede estar solo soportado en la gondola 14 mediante plataformas 32, 34 sin estar sujeto de modo fijo a la misma. En un aspecto de la realizacion ilustrada, los componentes alargados central y distal 26, 27 estan soportados por el componente alargado proximal 28 en una forma en voladizo, como se ve mejor en la Fig. 3. Mas particularmente, el componente alargado central 27 puede estar soportado por el componente alargado proximal 28 en una forma en voladizo, y el componente alargado distal 26 puede estar soportado por el componente alargado central 27 en una forma en voladizo.
El conducto de transporte 25 incluye un canal con forma en general de U (en seccion transversal) 40 que se extiende a lo largo de los tres componentes alargados 26, 27, 28. El canal 40 se configura para recibir en el un carrito 42 que, en esta realizacion de ejemplo, tiene uno o mas pares de ruedas 43 (mostrado un par) y de ese modo es capaz de rodar sobre esas ruedas 43 a lo largo del canal 40 entre el interior 20a del buje central 20 y el interior 14a de la gondola 14. Se contemplan realizaciones alternativas, sin embargo, en las que el carrito 42 no tiene ruedas sino que se configura en cualquier caso para trasladarse a lo largo del canal 40 mientras soporta uno o mas objetos que se estan transportando entre el interior 20a del buje central 20 y el interior 14a de la gondola 14. El conducto de transporte 25 se ilustra en las figuras teniendo una orientacion generalmente horizontal, aunque se contempla que puede estar en su lugar permanentemente o incluso selectivamente inclinado de modo que facilite el traslado del carrito 42 a lo largo del canal 40 hacia el destino pretendido, por ejemplo, el interior 20a del buje central 20. Mas espedficamente, aunque no se muestra, el conducto de transporte 25 puede incluir un mecanismo, tal como uno que incluya un motor electrico y/o componentes hidraulicos, configurados para cambiar selectivamente la orientacion del conducto de transporte 25 por un usuario, de acuerdo con la direccion deseada de traslado de los objetos (es decir, hacia el interior 20a del buje central 20, o separandose del interior 20a y hacia el interior 14a de la gondola 14).
Con referencia particular a las Figs. 5 y 6, el despliegue del conducto de transporte 25 incluye la extension de al menos el componente alargado distal 26 a traves de un par de aberturas 52, 54 formadas respectivamente a traves de paredes generalmente enfrentadas 14b, 20b que se definen en la gondola 14 y el buje central 20. Con este fin, una o ambas de las paredes 14b, 20b pueden estar reforzadas en las areas adyacentes a las aberturas 52, 54, por medio de un refuerzo 60, representado esquematicamente en las Figs. 5 y 6, y que puede tomar la forma de placas de refuerzo, por ejemplo, o partes de pared relativamente gruesas de modo que se mantenga la integridad estructural de las paredes 14b, 20b a pesar de la presencia de las aberturas 52, 54. La turbina eolica 10 puede incluir adicionalmente puertas, escotillas u otros elementos de cierre (no mostrados) para cerrar selectivamente la gondola 14 y buje 20 cuando el conducto de transporte 25 no esta en uso. Aunque la Fig. 6 ilustra la totalidad del componente alargado distal 26 y una parte del componente alargado central 27 localizados dentro del interior 20a del buje central 20 cuando el conducto de transporte 25 esta en la condicion extendida, desplegada, esto se pretende que sea simplemente de ejemplo en lugar de limitativo. Espedficamente, en una realizacion alternativa, solo el componente alargado distal 26 o una parte del mismo pueden localizarse en el interior 20a del buje central 20 cuando el conducto de transporte 25 esta en su condicion extendida, desplegada.
Una vez se despliega el conducto de transporte 25 de ejemplo, el componente alargado central 27 se expone al exterior de la turbina eolica 10 en el espacio o hueco que separa las partes confrontadas del buje central 20 y la gondola 14. En este sentido, el componente alargado central 27 esta completamente cerrado, tomando asf una forma cilmdrica-tubular que impide que residuos y otros materiales accedan al canal 40 del conducto de transporte 25.
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Este cierre completo del canal 40 facilita asf el mantenimiento del canal 40 libre de materiales que en caso contrario podnan perjudicar el movimiento del carrito 42 a lo largo del mismo. Adicionalmente, la configuracion encerrada del componente alargado central 27 impide tambien que los artfculos que viajan a traves del conducto de transporte 25 caigan fuera del canal 40, mitigando de ese modo o eliminando preocupaciones de seguridad con los objetos que caen desde la turbina eolica 10. Aunque la realizacion de ejemplo muestra solo que esta cerrado el componente alargado central 27, se debena observar que pueden encerrarse asimismo otros componentes alargados (no mostrados).
La Fig. 7 ilustra detalles adicionales del conducto de transporte 25 de ejemplo. Esa figura ilustra el conducto de transporte 25 en su condicion colapsada, no desplegada. En esa condicion, el componente alargado distal 26 se muestra permaneciendo en el interior del componente alargado central 27, y el componente alargado central 27 se muestra en el interior del componente alargado proximal 28. El movimiento de deslizamiento de los componentes alargados 26, 27, 28 mientras mantienen el acoplamiento de estos componentes relativamente entre sf se facilita mediante caractensticas adecuadamente elegidas. En la realizacion ilustrada, y a modo de ejemplo, el componente alargado central 27 tiene un par de canales ranurados o ranuras que miran hacia el interior 70 que reciben un par correspondiente de elementos macho 72 del componente alargado distal 26 a lo largo de el. Un par de canales ranurados que miran hacia el exterior o ranuras 76 del componente alargado central 27 reciben a lo largo de el un par de elementos macho 78 del componente alargado proximal 28. El movimiento relativo de los componentes alargados 26, 27, 28 incluye asf el movimiento deslizante de los elementos macho anteriormente indicados 72, 78 respectivamente a lo largo de las ranuras 70, 76.
En otro aspecto de la realizacion mostrada en la Fig. 7, las ruedas 43 se disponen de modo que reposen sobre el componente alargado distal 26 cuando el conducto de transporte 25 esta en su condicion colapsada, no desplegada. Los expertos en la materia apreciaran facilmente, sin embargo, que la disposicion de los componentes alargados 26, 27, 28 relativamente entre sf en la realizacion ilustrada se pretende que sea de ejemplo en lugar de limitativa, en tanto que se contemplan otras disposiciones. Otras disposiciones pueden en algunas realizaciones dar como resultado que las ruedas 43 reposen sobre uno de los componentes alargados 27, 28 en lugar de reposar sobre el componente alargado distal 26 cuando el conducto de transporte 25 esta en la posicion colapsada, no desplegada. Debena notarse que cuando el conducto de transporte 25 esta en su condicion extendida, puede haber un pequeno resalte o labio en la transicion entre los componentes alargados 26, 27, 28. Dicho labio, sin embargo, se considera pequeno con relacion a, por ejemplo, el radio de las ruedas 43 de modo que el carrito 42 no quede significativamente impedido cuando se mueve a lo largo del canal 40 en el conducto de transporte 25.
Tambien, aunque las ruedas 43 se muestran en una orientacion en angulo, y en numero de dos, se contempla que pueden tener en su lugar cualquier otra orientacion y estar presentes en un numero distinto de dos. En este sentido, se contempla que en una realizacion alternativa el conducto de transporte 25 puede no tener ninguna rueda en absoluto y en su lugar reposar sobre un tipo diferente de caractenstica que proporcione un movimiento relativamente suave entre el carrito 42 y el canal 40. Mas aun, aunque el acoplamiento entre los elementos alargados 26, 27, 28 se efectua a traves de elementos macho 72, 78 y ranuras 70, 76, son posibles otras disposiciones. Por ejemplo, y sin limitacion, una realizacion alternativa de un conducto de transporte 25 puede reposar sobre cojinetes acoplados a los elementos macho 72, 78 y/o las ranuras 70, 76.
Aunque la presente invencion se ha ilustrado mediante una descripcion de varias realizaciones y aunque estas realizaciones se han descrito con detalle considerable, no es la intencion del presente solicitante restringir o en cualquier forma limitar el alcance de las reivindicaciones adjuntas a dichos detalles. Se les ocurriran facilmente a los expertos en la materia ventajas y modificaciones adicionales. La invencion en su aspecto mas amplio no esta por lo tanto limitada a los detalles espedficos, aparato representativo y metodo, y ejemplo ilustrativo mostrado y descrito. En consecuencia, pueden realizarse desviaciones respecto a dichos detalles sin apartarse del alcance del concepto inventivo general.
Claims (16)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Una turbina eolica, que comprende:una torre;un buje del rotor soportado por la torre;al menos una pala que se extiende desde el buje del rotor;una gondola acoplada a la torre y proxima al buje del rotor; yun conducto de transporte que proporciona selectivamente comunicacion entre un interior de la gondola y un interior del buje del rotor,caracterizado por que el conducto de transporte tiene una condicion colapsada en la que el conducto de transporte se localiza completamente dentro de la gondola, y una condicion extendida en la que el conducto de transporte se extiende parcialmente en el interior del buje del rotor.
- 2. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en la que el conducto de transporte se extiende a lo largo de un eje longitudinal que esta separado de un eje de rotacion del buje del rotor cuando esta en la condicion extendida.
- 3. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en la que el conducto de transporte es una estructura telescopica.
- 4. La turbina eolica de la reivindicacion 3, en la que el conducto de transporte tiene al menos dos componentes alargados telescopicamente moviles uno con respecto al otro.
- 5. La turbina eolica de la reivindicacion 4, en la que un primer componente alargado esta acoplado de modo fijo a la gondola y un segundo componente alargado esta dispuesto en voladizo al primer componente alargado.
- 6. La turbina eolica de la reivindicacion 5, en la que un tercer componente alargado esta dispuesto en voladizo al segundo componente alargado.
- 7. La turbina eolica de la reivindicacion 4, en la que al menos uno de los componentes alargados define un canal cerrado.
- 8. La turbina eolica de la reivindicacion 7, en la que un exterior del canal cerrado esta expuesto a un exterior de la turbina eolica cuando esta en la condicion extendida.
- 9. La turbina eolica de la reivindicacion 4, en la que al menos uno de los componentes alargados define tambien un canal abierto.
- 10. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en la que el conducto de transporte incluye un canal y un carrito configurado para recibir objetos sobre el y para moverse a lo largo del canal para el traslado de los objetos entre la gondola y el buje del rotor.
- 11. La turbina eolica de la reivindicacion 10, en la que el canal tiene un perfil con forma de U.
- 12. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en la que el conducto de transporte se extiende a traves de una abertura en el buje del rotor.
- 13. La turbina eolica de la reivindicacion 12, en la que el conducto de transporte se extiende a traves de una abertura en una pared de la gondola.
- 14. Un metodo de transporte de un objeto dentro de un interior de un buje de rotor de una turbina eolica, teniendo tambien la turbina eolica al menos una pala que se extiende desde el buje del rotor, una torre que soporta el buje del rotor y una gondola proxima al buje del rotor, comprendiendo el metodo:acceder al interior de la gondola de modo que se posicione el objeto en la gondola; caracterizado porconfigurar un conducto de transporte, que esta inicialmente en una condicion colapsada y localizado completamente dentro de la gondola, en una condicion extendida en la que el conducto de transporte se extiende desde un interior de la gondola a un interior del buje del rotor;ytrasladar el objeto a lo largo del conducto de transporte desde el interior de la gondola al interior del buje del rotor.
- 15. El metodo de la reivindicacion 14, que comprende adicionalmente:extender telescopicamente el conducto de transporte al interior del buje del rotor.
- 16. El metodo de la reivindicacion 14, que comprende adicionalmente:colapsar el conducto de transporte de modo que este completamente contenido dentro del interior de la gondola.5 17. El metodo de la reivindicacion 14, en el que mover el objeto a lo largo del conducto de transporte incluyesoportar el objeto sobre un carrito y mover el carrito a lo largo de un canal definido por el conducto de transporte para mover de ese modo el objeto entre la gondola y el buje del rotor.
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