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Efficient, Modular and LigthWeight Electromagnetic Induction Based Ice Protection System

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Un concepto innovador de protección frente al hielo para aeronaves genera interés

La formación de hielo en las aeronaves es un problema grave que aumenta la resistencia aerodinámica y obstaculiza la sustentación. Su efecto es apreciable incluso con una lámina de hielo muy delgada. Un grupo de investigación financiado con fondos europeos trabaja en el desarrollo de una tecnología completamente nueva para asumir el desafío con un consumo de energía reducido, mayor eficacia y menor peso del sistema.

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Las grandes aeronaves viajan a unos 35 000 pies o a unos diez kilómetros por encima del nivel del mar. A esta altura, la temperatura media del aire suele ser inferior a −50 °C. Aunque sería lógico esperar que no haya agua líquida a esta temperatura, en realidad sí que puede haber agua (y otros materiales) en un estado líquido superenfriado a temperaturas muy inferiores a 0 °C. El agua superenfriada es un factor clave en la formación de hielo en las aeronaves. El hielo altera la forma del perfil aerodinámico y, por consiguiente, el flujo suave el aire, lo cual aumenta la resistencia aerodinámica y obstaculiza la capacidad para generar sustentación. Esto puede tener consecuencias graves. El proyecto InductICE, financiado con fondos europeos, ha contribuido al desarrollo y las pruebas de un sistema único de protección frente al hielo para alas de material compuesto.

Un poco de agua superenfriada puede causar grandes daños

La formación de hielo sobre una aeronave se produce en ciertas condiciones, cuando el agua superenfriada se congela al entrar en contacto con la superficie de una aeronave. Incluso una lámina muy delgada o pequeñas áreas de hielo en el borde de ataque y en la superficie superior de las alas puede surtir un efecto relevante sobre la resistencia aerodinámica y la sustentación de la aeronave y, en consecuencia, sobre su seguridad. Hasta hace poco, había dos tipos principales de sistemas de protección frente al hielo: los que evitan que se forme el hielo (antihielo) y los que lo eliminan después de haberse formado (deshielo). Los sistemas basados en enfoques térmicos calientan la superficie mediante resistencias eléctricas o redirigiendo una parte del aire caliente del compresor del motor. Los sistemas mecánicos que se utilizan para retirar el hielo separan el hielo deformando la superficie sobre la cual se acumula. Más recientemente, algunos sistemas han combinado más de un método para proteger frente a la formación del hielo y eliminarlo después de haberse formado.

Ha llegado una nueva forma de protección frente al hielo

InductICE pretendía encontrar una solución completamente nueva, tal como la coordinadora del proyecto Irma Villar explica: «La solución de InductICE utiliza inducción electromagnética para calentar una fina malla metálica integrada en las alas de material compuesto de una aeronave. Este calentamiento sin contacto aplicado directamente en la capa externa donde se forma el hielo mejora la eficacia de forma notable frente a la conducción del calor a través de las distintas capas de material compuesto o el redireccionamiento del calor del compresor». Además, puesto que el sistema no forma parte de la estructura de las alas en sí, se reducen los costes de mantenimiento y, en comparación con una solución mecánica, no se produce fatiga mecánica en la estructura. Villar continúa: «Además de evaluar la eficacia de cada módulo, también valoramos el impacto global de la tecnología en la instalación. Diseñamos el sistema sobre la base de un compromiso entre el peso de la instalación y el consumo medio/pico de energía de la tecnología de antihielo o deshielo».

Una idea nueva se prepara para despegar

Un concepto completamente nuevo de tecnología de protección frente al hielo, un sistema de inducción electromagnética, se ha sometido a pruebas importantes y minuciosas en un túnel de viento con congelación que han dado lugar a varios cambios en el prototipo. El borde de ataque del ala, de forma cóncava, fue todo un desafío para la geometría de las bobinas de inducción. De hecho, las modificaciones en el diseño, las pruebas y la fabricación se han realizado mediante un proceso totalmente manual. A medida que el equipo avanza en el nivel de preparación tecnológica del sistema, las distintas ventajas de InductICE prometen mejorar la seguridad de los viajeros y aumentar la competitividad de la aviación en la Unión Europea.

Palabras clave

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