Nuevas tecnologías de deshielo de las alas prometen unos vuelos más seguros
La acumulación de hielo sobre las estructuras de las aeronaves representa un peligro para los vuelos y ha tenido un papel clave en diversos accidentes mortales. Degrada el rendimiento y la controlabilidad y aumenta de manera significativa la carga de trabajo del piloto y el consumo de combustible de la aeronave. Aunque hace décadas que se dispone de tecnologías de deshielo en vuelo, tales como el uso de aire caliente procedente de los motores, los investigadores creen que es posible reforzar la seguridad de las aeronaves y reducir el consumo energético aún más. «Algunas de estas nuevas tecnologías están cerca de ser comercializadas, tarea que concierne a los socios correspondientes», explicó la coordinadora del proyecto JEDI ACE, Nadine Rehfeld, del Instituto Fraunhofer de Alemania. «No obstante, en términos generales, este proyecto ha ayudado realmente a resaltar la necesidad de una mayor investigación y normalización. Por ejemplo, en el campo de los materiales hielofóbicos existe un gran interés no solo por comprender mejor el proceso de formación de hielo durante los vuelos, sino también por identificar los regímenes de pruebas pertinentes durante las distintas fases del desarrollo. Se trata de una actividad en curso que necesitará una investigación internacional y cooperación de la industria». Someter las nuevas tecnologías a pruebas El proyecto JEDI ACE se centró en el desarrollo de la próxima generación de sistemas de protección contra la formación de hielo en el ala (Wing Ice Protection Systems, WIPS) integrados. Estos sistemas incluyen el uso de los nuevos materiales con memoria de forma (Shape Memory Materials, SMM) en aplicaciones de deshielo para aeronaves, nuevos revestimientos anti-hielo y un sistema de sensores de hielo para la medición en tiempo real de la acumulación de hielo sobre las estructuras de las aeronaves. También se investigaron métodos fiables para realizar pruebas de rendimiento de cada componente desarrollado. Los SMM son materiales inteligentes que responden a estímulos específicos, tales como el calor, cambiando de forma para después recuperar su forma original. Este cambio en las características superficiales puede contribuir a que las alas de las aeronaves se adapten a las condiciones de hielo. «Los retos futuros a los que se enfrenta este enfoque están relacionados con la disponibilidad de los materiales así como con la composición de las capas», explicó Rehfeld. «Las capas de revestimiento deben contar con una adherencia excelente». También se desarrollaron diferentes métodos de revestimiento, incluidos revestimientos superhidrofóbicos para áreas ubicadas detrás del borde de ataque de las alas. El equipo comparó los resultados de distintas pruebas de adherencia del hielo. De este modo, pudo realizar una clasificación de los revestimientos e identificar los que dieron mayores muestras de compatibilidad con los dispositivos de calentamiento. «Hay indicios de que los resultados de las pruebas se correlacionan con distintos procesos de formación de hielo», comentó Rehfeld. «Por ello, es necesario llevar a cabo evaluaciones adicionales a fin de mejorar la fiabilidad de los resultados de las pruebas y correlaciones con escenarios realistas de formación de hielo». También se desarrollaron sensores fotónicos innovadores para la vigilancia del hielo en tiempo real y se integró un prototipo en una superficie aerodinámica. Beneficios de la cooperación internacional Al reunir a investigadores europeos y japoneses (el proyecto recibió financiación tanto de la Unión Europea como del ministerio de Economía y Comercio de Japón), JEDI ACE se benefició de contar con una perspectiva global excepcional en materia de seguridad de las aeronaves. «Este proyecto demostró ser una gran oportunidad para que todos los socios de investigación participantes aprendiesen los unos de los otros y aportasen experiencias de distintos continentes», comentó Rehfeld. «Fue así no solo en cuanto a las instalaciones para la realización de pruebas de formación de hielo y a las estrategias de desarrollo de revestimientos, sino también en relación con las tecnologías de deshielo y los dispositivos de detección de hielo». Según Rehfeld, los pasos siguientes consistirían en determinar la fiabilidad de los componentes, desarrollar procesos de escalado para los materiales y definir nuevas normas de fabricación y procesado. También se prevé continuar con la colaboración a fin de integrar plenamente todos los conceptos a nivel de la aeronave. «Para ello se requerirán grupos de trabajo interdisciplinarios formados por proveedores de revestimientos, especialistas en sensores y fabricantes de aeronaves. También debería incluirse a organismos de certificación». Otra posibilidad emocionante para el futuro sería la transferencia de los resultados de JEDI ACE a otros sectores como el de la energía eólica, el ferroviario y la automoción. «Ha habido un gran interés en los materiales que hemos desarrollado», afirmó Rehfeld. «Estamos buscando maneras de aplicar estos resultados a toda una gama de productos».
Palabras clave
JEDI ACE, hielo, aeronave, Japón, UE, piloto, ala, SMM, WIPS, combustible
