Un paso adelante en la simulación del hielo
Como las condiciones de formación de hielo suponen uno de los mayores riesgos para los motores de avión (y para la seguridad del transporte aéreo), el proceso de certificación es exigente, por no decir más, incluso para los motores de avión de la más alta tecnología. Antes de que se utilice un nuevo motor para llevar a una aeronave de un punto a otro, debe superar un riguroso proceso de certificación. Una parte de este proceso de varios niveles consiste en recibir la certificación para su uso en condiciones de formación de hielo. Como los fenómenos de formación de hielo son tan complejos, las pruebas de certificación nunca son sencillas. El principal reto es que los ingenieros disponen de una capacidad predictiva muy reducida en lo relativo a la formación de hielo y su efecto sobre los motores de avión. Por este motivo, deben confiar en unos conocimientos muy fragmentados basados en pruebas empíricas anteriores. Con el desarrollo de la próxima generación de motores, existe una necesidad crucial de encontrar una manera mejor de predecir estos aspectos de la formación de hielo ya en las etapas tempranas del proceso de diseño y, en función de esta información, desarrollar sistemas punteros de protección contra el hielo. Gracias a las nuevas metodologías de simulación desarrolladas por el equipo del proyecto STORM, financiado con fondos de la Unión Europea, ahora los ingenieros son capaces de predecir más fácilmente estos aspectos de la formación de hielo. Concretamente, la tecnología de simulación es capaz de realizar predicciones precisas de la liberación de hielo, la acumulación de hielo con aspectos de deslizamiento y la trayectoria del hielo. Basándose en estos conocimientos mejorados del comportamiento de los componentes del motor en condiciones de formación de hielo, el proyecto ha sentado las bases para el desarrollo de diversas tecnologías innovadoras de protección contra el hielo. «La investigación de STORM ha contribuido enormemente a mejorar la rentabilidad de los próximos motores y a aumentar el nivel de competitividad en el campo de los sistemas de protección contra el hielo», explicó Morgan Balland, coordinador del proyecto. Construir una base de conocimientos Los investigadores recopilaron, analizaron y consolidaron toda la información disponible para cada una de las tres áreas prioritarias (liberación de hielo, acumulación de hielo y trayectoria del hielo), creando así un amplio centro de conocimientos que sirviera de base para las pruebas de simulación, los diseños y el desarrollo tecnológico. Por ejemplo, los investigadores de STORM realizaron un estudio bibliográfico para identificar distintas formas de medir la adherencia del hielo. «Aquí pudimos introducir un método estandarizado para la medición de la liberación del hielo basado en una selección de materiales de referencia y condiciones de prueba», indicó Balland. Durante las pruebas sobre la trayectoria de bloques de hielo realizadas en el marco del proyecto, los investigadores identificaron cinco formas de hielo representativas de las formas típicas de acumulación en motores y aeronaves. «Contar con estos conocimientos al comienzo del proceso de diseño permite diseñar motores de avión capaces de tolerar cada una de estas formas de hielo, en vez de basar sus diseños en suposiciones», puntualizó Balland. Nuevas tecnologías Esta investigación también sentó las bases para el desarrollo de diversas tecnologías nuevas encaminadas a mitigar los riesgos de la formación de hielo. Por ejemplo, para la tecnología de revestimientos, los investigadores desarrollaron una tabla de puntuación con distintos requisitos de aplicación. «Paralelamente, también creamos una lista de los revestimientos más prometedores según proyectos de investigación anteriores y recomendaciones de los socios», añadió Balland. En cuanto a las tecnologías de sistemas activos de protección contra el hielo, el equipo del proyecto identificó tres soluciones potenciales y llevó a cabo pruebas con los componentes del motor y de la góndola. Un gran impacto Gracias a la investigación realizada durante el proyecto, ahora los diseñadores de motores de avión tienen acceso a una amplia base de datos de las propiedades mecánicas del hielo, compiladas en una simulación validada y un procedimiento estándar europeo para las pruebas de liberación del hielo. Incluye modelos detallados del fenómeno de liberación del hielo y mejores prácticas, así como otra información esencial. «Al disponer de esta información, veremos una reducción de la fase de diseño conceptual para motores reacondicionados y nuevas arquitecturas de motor, así como una reducción en los plazos de entrega y los costes de las pruebas de estos diseños», concluyó Balland. «Y lo más importante es que se reforzará la seguridad de los motores de avión y del transporte aéreo en general».
Palabras clave
STORM, aviación, motores de avión, transporte aéreo, formación de hielo, hielo en el motor del avión
