Hacer realidad los aviones eléctricos de materiales compuestos
Los fabricantes actuales de aeronaves, así como su cadena de suministro, están centrados en reducir el consumo de energía, mejorar la seguridad y minimizar las emisiones. Jean-Philippe Parmantier, coordinador europeo del proyecto EPICEA, financiado por la Unión Europea (UE) y Canadá, comenta: «Para optimizar el rendimiento de las generaciones presentes y futuras de aeronaves, muchos fabricantes se están volcando en los aviones eléctricos de materiales compuestos (CEA, por sus siglas en inglés). En esencia, se tratan de aeronaves para vuelos de larga distancia y a gran altura, fabricadas con materiales compuestos ligeros, que presentan fuselajes con una electrificación total de las funciones de a bordo y antenas de bajo perfil que generan menos resistencia aerodinámica». A pesar de su potencial, los materiales compuestos no confieren al fuselaje el mismo nivel de conductividad que el aluminio. Por consiguiente, los aviones fabricados con materiales compuestos están más expuestos a riesgos electromagnéticos (EM) por emisiones de radio, satélites, radares o electricidad atmosférica. Es más, cuando vuelan a gran altura, existe una mayor probabilidad de exposición a la radiación cósmica. Parmantier explica: «Por este motivo son necesarias medidas de protección electromagnética específicas a fin de garantizar la inmunidad del sistema eléctrico y la seguridad de la aeronave. Con todo, estas medidas de protección conllevan a menudo un aumento del peso de la aeronave, lo que compromete el desarrollo de los CEA energéticamente eficientes». En aras de convertir los CEA en una opción viable para mejorar el rendimiento, la seguridad y la eficiencia de las aeronaves, el proyecto EPICEA —una iniciativa conjunta de investigación y desarrollo entre la UE y Canadá— está trabajando en el desarrollo de herramientas informáticas para validar y verificar un entorno informático abierto y cooperativo, es decir, la plataforma EPICEA. Mediante la modelización de sistemas interconectados, el comportamiento electromagnético de las antenas y los efectos de la radiación cósmica en los componentes electrónicos, la plataforma EPICEA ayudará a los fabricantes de aeronaves a comprender mejor los mecanismos del acoplamiento EM en los CEA. Esto, a su vez, permitirá el desarrollo de requisitos de diseño eficaces para los sistemas de las aeronaves y su integración a bordo de las mismas. Consecución de resultados relevantes Aunque el proyecto EPICEA continúa su trabajo, ya se han conseguido varios resultados relevantes. Parmantier comenta: «En primer lugar, hemos logrado instalar el software existente en una plataforma integral de simulación para modelizar supuestos de acoplamiento EM en los sistemas de cableado interconectados y del comportamiento EM de las antenas en un fuselaje de materiales compuestos complejo. Esto nos brinda la oportunidad de validar nuestros resultados de simulación con mediciones reales, tomadas en un barril de fuselaje de materiales compuestos a escala natural de un avión comercial Bombardier». Los investigadores del proyecto han comenzado a difundir estos resultados preliminares a través de conferencias científicas, talleres públicos y un sitio web específico. Una vez finalizado el proyecto, en julio de 2019, se celebrará un segundo taller en Toulouse (Francia). Las herramientas EM y la plataforma de simulación EM están siendo evaluadas por dos socios del proyecto: Bombardier Aerospace, un fabricante de aeronaves canadiense, y Fokker Elmo, un fabricante europeo de cables y de arneses. Según Parmantier, es probable que las dos empresas adopten las herramientas informáticas y la plataforma del proyecto, para su uso ulterior en sus respectivos procesos de diseño y desarrollo de aeronaves. Una cuestión mundial Gracias a la financiación de la UE y de Canadá, el proyecto EPICEA constituye un excelente ejemplo de colaboración internacional en materia de investigación aeronáutica en el marco del Programa Horizonte 2020. El proyecto aprovechó las competencias y optimizó los recursos de los dos socios para avanzar conjuntamente en el desarrollo de aviones eléctricos de materiales compuestos. Por ejemplo, debido a la experiencia de Fokker Elmo, el socio europeo se centró en los problemas de simulación EM, mientras que los canadienses aprovecharon la experiencia de Bombardier para integrar los sistemas EM y los arneses en el barril de fuselaje de materiales compuestos, así como para realizar pruebas de radiación electromagnética y cósmica. Parmantier concluye: «Una de las cosas de las que me siento más orgulloso es de la cohesión del consorcio y de cómo fuimos capaces de trabajar juntos como un solo equipo, a pesar de la distancia y las diferencias culturales que nos separaban. Al combinar la experiencia de la UE y de Canadá, los CEA están ahora mucho más cerca de convertirse en una realidad».
Palabras clave
EPICEA, Bombardier, aeronave de materiales compuestos, aviones eléctricos de materiales compuestos
