La mecánica de un vuelo más seguro y ecológico
El número creciente de personas que eligen el avión como medio de transporte tiene como consecuencia un incremento anual del tráfico aéreo mundial de un 5 %. Teniendo en cuenta que el sector aeronáutico es responsable de un 2 % del CO2 generado por la actividad humana, cualquier incremento anual lleva consigo una acumulación rápida. De hecho, por cada cien kilómetros que un pasajero viaja en avión, se queman hasta cuatro litros de combustible. Estos números dificultan cada vez más la consecución de cualquier objetivo de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente si se tiene en cuenta el grado de exigencia de las expectativas marcadas por Europa. De acuerdo con los objetivos de Visión 2020 establecidos por el Consejo Consultivo para la Investigación Aeronáutica en Europa (ACARE), la totalidad del sector europeo del transporte aeronáutico trabaja para conseguir una reducción del 50 % en los niveles de CO2 y consumo de combustible con relación al año 2000. A la luz del número creciente de personas que optan por volar y la presión continua para mantener un transporte aéreo que sea seguro y asequible, dichos objetivos podrían considerarse simplemente irreales. Pero ese no es el caso de ALAMSA, un proyecto financiado con fondos europeos que aborda la mecánica de las aeronaves para asegurar que Europa supera con creces sus ambiciosos objetivos. Mantener la eficiencia Con el fin de reducir emisiones, el proyecto ALAMSA centró sus esfuerzos en el mantenimiento de las aeronaves, concretamente en alcanzar los objetivos de ACARE mediante una mejora en la eficiencia de las operaciones de mantenimiento de las aeronaves, la ampliación de la tolerancia al daño de los materiales de los aviones, la reducción del uso de materiales, así como la prolongación de la vida útil de las estructuras operativas de las aeronaves. Los investigadores del proyecto comenzaron desarrollando un tipo innovador de técnica no destructiva conocida como espectroscopia de onda elástica no lineal (NEWS), la cual emplea ondas de esfuerzo simuladas para detectar la presencia y el grado de fallos y también daños en los materiales estructurales de una aeronave. Por ejemplo, las grietas y las delaminaciones se caracterizan por una elasticidad no lineal, la cual genera frecuencias adicionales que no están presentes en las ondas de esfuerzo originales. Estas frecuencias «nuevas» se asocian a la distorsión armónica y/o de intermodulación que se produce cuando las ondas elásticas se encuentran con una región dañada o con fallos. «Las técnicas de imagen y autocontrol que ofrece el proyecto NEWS nos permiten diagnosticar diversos defectos de fabricación, incluida la porosidad, las condiciones de contacto en el montaje de componentes, las microgrietas, las zonas de golpeteo, la debilitación de uniones adhesivas, así como los daños químicos o térmicos», afirma el jefe de proyecto, el profesor Michele Meo. «Este proceso proporciona una mayor sensibilidad y posibilita la obtención de imágenes de áreas internas de los componentes aeronáuticos inaccesibles por medios convencionales». Daños autorreparables Otro resultado innovador del proyecto es un conjunto de materiales compuestos autorreparables para estructuras de aeronaves. Estos materiales, tras activarse térmicamente, tienen la capacidad interna de restaurar de forma constante sus propiedades mecánicas mediante ciclos múltiples de reparación, lo que posibilita la eliminación automática de los daños que afectan de manera reiterada a una misma zona. «Vincular los sistemas de supervisión automática a estos mecanismos inteligentes de autorreparación in-situ posibilita unos procesos continuos de monitorización y recuperación de la integridad material de una aeronave», explica el profesor Meo. El sistema actúa como un mecanismo activador, lo que le permite calcular la magnitud del fallo y evaluar de manera autónoma la necesidad de intervenir en determinadas estructuras de la aeronave. Aeronaves más eficientes en aras de un vuelo más seguro y ecológico Los conceptos desarrollados en el seno del proyecto ALAMSA beneficiarán a los pasajeros aéreos de Europa gracias a que favorecen un aumento considerable del tiempo de funcionamiento, de la seguridad y de la vida útil de la aeronave. «Además, nuestro trabajo favorece una reducción significativa de costes gracias a la utilización de sistemas optimizados de mantenimiento y control de calidad, lo que sienta las bases para el reciclado de materiales compuestos», añade el profesor Meo. «La suma de estos beneficios revela inmediatamente en qué medida el trabajo centrado en el mantenimiento de las aeronaves puede ayudar a Europa a alcanzar los objetivos de ACARE».
