Materiales piezoeléctricos para el control de motores aeronáuticos
El Consejo Asesor para la Investigación e Innovación Aeronáutica en Europa (ACARE) definió unas directrices orientadas a la reducción de la huella medioambiental del transporte aéreo. La introducción de la tecnología de control activo puede constituir un camino hacia la mejora del rendimiento de los motores aeronáuticos que a su vez redunde en una disminución de las emisiones contaminantes. El proyecto AEROPZT (Development of materials, processes, and means to enable the application of piezoelectric materials in aero engine controls), financiado por la Unión Europea, se inició con el propósito de lograr un control preciso de la circulación de los fluidos que intervienen en los procesos de combustión. Algunos elementos de control activo adicionales podrían gestionar las inestabilidades propias de la combustión de mezcla pobre. Hasta la fecha, la capacidad de gestionar y controlar caudales de fluidos se ha visto limitada por las características de los dispositivos de actuación electromecánicos e hidráulicos actuales. Dichas limitaciones comprenden la respuesta ante variaciones de frecuencia, el número máximo de ciclos y la durabilidad bajo condiciones operativas extremas. Los miembros del proyecto AEROPZT se centraron en materiales cerámicos piezoeléctricos cuyas características brindan la posibilidad de superar las limitaciones mencionadas. Se desarrollaron cerámicas piezoeléctricas capaces de operar en una gama de temperaturas muy amplia, desde los -40 °C hasta los 180 °C, manteniendo al mismo tiempo una margen suficiente con respecto a la temperatura de Curie. Se introdujeron asimismo sistemas de encapsulado y diseños de actuadores nuevos, con el fin de garantizar una operación segura de los elementos piezoeléctricos en un entorno con presencia de combustible. Cabe destacar que el equipo participante en el proyecto diseñó actuadores piezoeléctricos capaces de generar la fuerza requerida por una válvula dosificadora de combustible. Cabe esperar que las tecnologías de control activo desarrolladas en el marco del proyecto AEROPZT hallen un amplio espectro de aplicaciones. Más allá de los requisitos de las iniciativas SAGE del programa Cielo Limpio, los resultados de este proyecto facilitarán el control del flujo de aire aplicado al control de la capa límite, y también permitirán garantizar un funcionamiento seguro de los sistemas de compresión de gases.
Palabras clave
Materiales piezoeléctricos, motor aeronáutico, control activo, AEROPZT, dispositivos de actuación
