Nuevas técnicas de laboratorio para silenciar los aviones
El ruido de los aviones puede suponer un grave problema medioambiental, y afecta en mayor medida a las personas que viven cerca de los aeropuertos. Una consecuencia importante es la perturbación del sueño, que provoca numerosos problemas de salud, especialmente cardiovasculares. Generalmente, las personas con falta de sueño también tienen dificultades para concentrarse, lo cual, para los estudiantes, puede dar lugar a problemas de aprendizaje y generar desventajas. Aunque algunos aeropuertos imponen toques de queda, pero estas restricciones a los vuelos suelen durar poco tiempo. El ruido diurno también puede ser estresante y provocar más problemas de salud. El problema no hace sino empeorar, puesto que el tráfico aéreo anual aumentó un 4,3 %. Aunque la demanda debería seguir aumentando por lo menos hasta 2038, la preocupación por la contaminación acústica amenaza su expansión. Por lo tanto, aunque los aviones actuales son un 75 % más silenciosos que los de hace treinta años, la industria necesita unos reactores todavía más silenciosos. La UE ha establecido directrices que deben aplicarse en 2050.
Nuevas técnicas y modelos
El proyecto IMAGE, financiado con fondos europeos, investigó métodos para lograr la reducción del ruido. Los investigadores desarrollaron primero unos nuevos métodos experimentales e informáticos, que, a continuación, utilizaron para estudiar la física fundamental de los dos tipos principales de ruido de aviones. El ruido del motor es peor durante el despegue, mientras que el ruido del fuselaje se produce principalmente durante el aterrizaje (derivado de la turbulencia creada por los «flaps» salientes y los trenes de aterrizaje). El equipo examinó asimismo los posibles mecanismos y estrategias de control del ruido y se centró en tres tecnologías aeroespaciales. El proyecto desarrolló la preparación de las tecnologías. IMAGE forma parte de un programa de la UE más amplio relacionado con proyectos que cooperan con socios chinos en el campo de la aeronáutica. El proyecto obtuvo seis resultados principales. El primero fue la mejora de las técnicas de medición del ruido acústico. Uno de estos métodos implica unos revestimientos acústicos, que, en este caso, son revestimientos porosos para los canales de ventilación del motor. La mejora de los métodos informáticos consistió en modelos matemáticos para estudiar la dinámica de fluidos y la aeroacústica (CFD/CAA). «Estos métodos pueden ayudar en la aerodinámica industrial, el diseño aeroacústico y el diagnóstico de problemas», declara Shia-Hui Peng, coordinador del proyecto.
Mejora de los diseños
Los investigadores aplicaron las nuevas técnicas de medición y los métodos informáticos para predecir los efectos de los cambios en el motor y el diseño de los componentes del fuselaje. Los componentes incluían revestimientos acústicos, accionadores de plasma (descargas eléctricas con flujo de aire ionizado para controlar la generación de ruido debido a la separación de flujos), y pantallas de turbulencias (mallas de alambre que suprimen las turbulencias, una fuente importante de ruido). Las pantallas de turbulencias recién diseñadas dieron lugar a una mejora de 3-4 dB, mientras que los revestimientos acústicos mejorados generaron reducciones de 5-6 dB. «Tenemos grandes esperanzas de que los revestimientos acústicos reduzcan las emisiones sonoras de las admisiones y los escapes del motor», añade Peng. Otro resultado fue la verificación de los conceptos del proyecto de paleta silenciosa del ventilador y configuración de las alas, y ensayos de la interacción motor/ala. Otro legado es la base de datos de las configuraciones de los casos de prueba, con accionador de control de ruido y sin él, para la validación de CFD/CAA y, además, para ser utilizada en futuros proyectos de investigación de la UE. El equipo proporcionó una serie de directrices relativas al uso de métodos de CFD/CAA y el desarrollo de tecnologías de control del ruido. Por último, la evaluación técnica que llevó a cabo el grupo sobre las tecnologías ilustra la preparación y el potencial respectivos para uso industrial en cada caso. IMAGE finalizó a mediados de 2019. Algunos socios participan en otros proyectos de la UE, en los que utilizarán y ampliarán los métodos desarrollados en IMAGE, mientras que otros socios también han iniciado sus propias colaboraciones bilaterales. La industria no ofrece aviones comerciales supersilenciosos, por ahora. Sin embargo, la investigación fundamental de IMAGE los acerca un paso más.
Palabras clave
IMAGE, ruido aeroacústico, avión, salud, control del ruido, física fundamental de vuelo
