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Cómo desarrollar nanoestructuras para la reducción de la resistencia aerodinámica en los sectores de la aviación y la fabricación

Una iniciativa financiada con fondos europeos utiliza nanotecnología en motores de turbohélice para reducir el impacto medioambiental de las aeronaves.

Tecnologías industriales

Gracias a los esfuerzos encaminados a desarrollar técnicas de reducción de la resistencia aerodinámica en la aviación, a fin de disminuir el consumo de combustible, así como las emisiones sonoras y de CO2, el uso de microestructuras y nanoestructuras cada vez es más popular. En el caso de las aeronaves, que representan una parte importante de las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector del transporte, con frecuencia se han investigado los riblets como método de reducción de la resistencia aerodinámica. El proyecto ReSiSTant, financiado con fondos europeos, se centra en reducir el impacto medioambiental de las aeronaves y la industria mediante el uso de nanotecnología. «Se están desarrollando nuevas superficies de riblets optimizadas y nanofuncionalizadas para aplicarlas en dos demostradores reales relacionados con los motores de turbohélice para aeronaves y compresores industriales», tal y como se indica en una noticia. Los riblets hacen referencia a una serie de ranuras microscópicas que se aplican a la superficie externa de un avión. En el mismo artículo se señala: «Las superficies de los riblets están formadas por ranuras muy pequeñas (entre 2 y 100 micras) que siguen la dirección de la corriente. Son el único sistema pasivo para la reducción de la resistencia aerodinámica de las aeronaves que ya está listo para su aplicación en la siguiente generación de aeronaves. Dichas estructuras de la superficie podrían reducir hasta un 8 % la resistencia aerodinámica en condiciones de flujo turbulento. Por lo tanto, su potencial para ahorrar energía, así como para reducir el ruido y el peso es enorme en la industria aeronáutica, además de mejorar el rendimiento de los generadores en la industria de las turbinas eólicas y de gas».

Optimizar el rendimiento

A fin de determinar el diseño de los riblets, el proyecto ReSiSTant se centra en el cálculo de geometrías, unas simulaciones numéricas sobre el efecto de los riblets, y en la selección de la cantidad de riblets, así como su posicionamiento. Los socios del proyecto han llevado a cabo una simulación del tamaño de los riblets para todos los demostradores, han realizado un análisis de la dinámica de fluidos computacional y han analizado las técnicas de nanorrecubrimiento. En la noticia se añade: «El material de los riblets, la nanofuncionalización y las nanoestructuras para ambos demostradores (motores de turbohélice para aeronaves y compresores industriales) se han desarrollado de acuerdo con dichas conclusiones. Se han aplicado nanopartículas como sílice para obtener superficies nanofuncionalizadas a fin de ofrecer una mejor resistencia en condiciones difíciles. Se han desarrollado superficies microestructuradas y resistentes al calor que ya están disponibles para realizar pruebas». Los socios del proyecto esperan utilizar «las superficies de riblets recubiertas y optimizadas en piezas específicas para los demostradores industriales y las líneas piloto de cara a la producción de dichas piezas» antes de que finalice el proyecto en diciembre de 2021. «Las duras condiciones de trabajo representan un gran desafío: altas temperaturas, un elevado desgaste y erosión, una fuerte corrosión, etc. Por eso, resulta fundamental la validación tecnológica de los recubrimientos de riblets optimizados en los entornos en cuestión», se indica en la misma noticia. Los socios del proyecto ReSiSTant (Large Riblet Surface with Super Hardness, Mechanical and Temperature Resistance by Nano Functionalization) incrementarán el nivel de madurez de dichas líneas piloto hasta el nivel de preparación tecnológica 7. Eso se refiere a la demostración de un sistema prototipo en un entorno operativo. Para más información, consulte: Sitio web del proyecto ReSiSTant

Palabras clave

ReSiSTant, emisiones, aeronave, reducción de la resistencia aerodinámica, nanotecnología

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