Avions més aerodinàmics, segurs i sostenibles

2023/06/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Teknologia
• Ikerketa-zentroak
• Ingeniaritza

Entre els factors que influeixen en l'aerodinàmica dels avions, les superfícies tenen gran importància. Per això, han desenvolupat la tecnologia de TEKNIKER per a l'obtenció de peces microperforadas aeronàutiques. Aquestes peces redueixen la fricció de l'aire i milloren l'aerodinàmica, amb el que l'avió consumeix un 10% menys de combustible.

Segons explica Joseba Esmoris, investigador d'Arrillaga Tekniker, l'escorça microperforada altera el règim del vent, passant d'un flux turbulent o turbulent a un flux laminar. Això fa que la resistència de l'avió disminueixi respecte al vent.

Per a produir aquestes superfícies és clau obtenir una precisió micromètrica. Esmoris confirma que gràcies a les tecnologies del seu rebut en TEKNIKER poden aconseguir la densitat de micropilmes necessària.

Aquesta solució per a una millor aerodinàmica mitjançant la millora de superfícies no és l'única que proposen els centres tecnològics que conformen l'aliança BRTA. En CIDETEC s'ha centrat la seva atenció en un problema que sembla petit, l'efecte dels insectes. En l'enlairament i aterratge s'acumulen insectes en les peanyes de l'avió i provoca un augment del coeficient de resistència.

Marta Fenero Bisquer, investigadora en enginyeria de superfícies en CIDETEC, afirma que “un residu d'un mosquit de diàmetre d'un pèl, que xoca contra la superfície, és capaç de transformar el flux laminar en turbulent, per la qual cosa augmenta molt el seu consum”.

Per a evitar-ho, en CIDETEC existeixen recobriments de baix nivell de mar. “Això permet que els residus es peguin molt poc i que durant el vol els deixin anar el vent i la pluja. Així s'aconsegueix no canviar l'aerodinàmica de l'avió”, explica Feno.

Un altre aspecte que se centra en el desenvolupament de noves cobertures és la seguretat. Això és pel fet que els recobriments suporten tensions i temperatures extremes en ple desgast i requereixen la protecció de les peces per al funcionament del vol. A més, han de respectar el medi ambient.

Tecnalia està desenvolupant tractaments alternatius als recobriments actuals. S'estan utilitzant elements tòxics com el crom, cadmi i plom, i s'està eliminant l'alumini i el zinc. No són tòxics i són més duradors i lleugers.

Una de les vies per a millorar la sostenibilitat és la reducció del pes dels components dels vols. Una altra és l'electrificació, que suposa cinc vegades l'augment de pes. Per a solucionar aquest problema i agilitzar els avions, en TEKNIKER s'estan desenvolupant mètodes d'integració de circuits i elements electrònics en la superfície dels materials. Borja Pozo, investigadora de Larrocha Tekniker, especifica que les planxes, circuits i botons s'imprimeixen amb tintes especials de capacitat conductora en les pel·lícules flexibles i s'integren directament en les superfícies dels materials mitjançant processos d'injecció o termoconformació.

Així, segons Borja Coto Barreiro, “el contingent electrònic permet reduir el pes entre un 50-70%. I a més estàs retirant molts materials, només et quedes amb la carcassa que porta inserida la superfície, així que podem arribar a retirar el 90% del material”.

L'electrificació d'avions pot suposar la substitució d'alguns sistemes, com els recobriments anticongelants, ja que sense el motor de combustió no es pot generar l'aire calent que es dirigeix als sistemes de descongelació. Una alternativa podrien ser els buckypapers desenvolupats en Tecnalia. Són làmines primes de nanotubos de carboni entrecreuats. Els buckypaper tenen una alta conductivitat elèctrica i tèrmica, una alta tolerància al mal i una resistència a la fatiga.

D'altra banda, la corrosió és l'enemic mateix de les peces de l'avió. Per tant, en CIDETEC s'està treballant en un nou sistema de detecció precoç de fallades, que consisteix a utilitzar una ona de telèfon per a detectar processos de degradació difícilment visibles abans de ser crítics. Així, es produeix una reducció significativa dels costos d'operació i prevenció de riscos en benefici de la seguretat.