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Development of Integrated MEasurement Systems

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Un mejor sistema de monitorización a bordo de la salud estructural para las aeronaves de pasajeros

Los métodos de ensayo integrados avanzados ahora pueden monitorizar el estado de una aeronave de pasajeros durante el vuelo para detectar daños o defectos, como grietas, antes que las inspecciones manuales habituales.

Transporte y movilidad

Las inspecciones periódicas de las estructuras de las aeronaves se llevan a cabo tanto con pruebas en tierra como durante los vuelos. Estas inspecciones se realizan de forma manual y requieren tanto interrupciones frecuentes como que la aeronave esté en tierra, lo cual genera unos costes significativos.

Una tecnología innovadora para inspeccionar la aeronave en tiempo real

En el marco de Clean Sky 2, una colaboración público-privada entre la Comisión Europea y el sector aeronáutico europeo, un equipo de investigadores del proyecto financiado con fondos europeos DIMES trabajó en el desarrollo de un sistema de medición integrado para aeronaves de pasajeros. El sistema supervisa el estado de una estructura, un fuselaje durante el vuelo, y detecta daños o defectos como grietas o delaminación que aparecen en la estructura. Eann Patterson, coordinador del proyecto DIMES, explica: «Este sistema puede controlar el estado de las zonas seleccionadas de una estructura en tiempo real y de forma continua durante las pruebas en tierra y podría llegar a hacerlo también durante el vuelo». Puede identificar indicios de daños en una fase mucho más temprana de su desarrollo que una inspección manual.

Una tecnología avanzada con grandes ventajas

El sistema de DIMES ha superado satisfactoriamente las pruebas en tierra a escala completa realizadas en parte de un fuselaje en instalaciones de Airbus en Toulouse (Francia) y en un ala en Airbus en Filton (Reino Unido). «Hemos integrado sensores puntuales tradicionales de deformación, consistentes en medidores eléctricos de resistencia, con sensores ópticos más avanzados, incluidas redes de difracción de Bragg en fibra, imagenología de infrarrojos y correlación digital de imágenes», explica Patterson. Todos estos sensores se controlan de forma local mediante ordenadores del tamaño de una tarjeta de crédito a los que se puede acceder de forma remota para revisar los datos. El coste, el consumo eléctrico, el volumen y el peso del sistema integrado son suficientemente reducidos como para permitir su instalación a bordo de las aeronaves.

La pandemia trae consigo un sistema de instalación remota

El equipo elaboró un boceto de diseño para el sistema en menos de cuatro meses. Un año después, cuando tuvieron que cerrar los laboratorios a causa de la pandemia, instalaron un primer prototipo operativo en una sección del ala de una aeronave en un banco de pruebas en Empa, los Laboratorios Federales Suizos para la Ciencia y la Tecnología de Materiales en Zúrich (Suiza). Esto supuso un enorme logro. «Aunque la pandemia provocó retrasos en el proyecto, en particular de las demostraciones en las instalaciones de Airbus, estimuló el desarrollo de un sistema de instalación remota que permitió a los miembros de nuestro equipo en Suiza y el Reino Unido guiar en tiempo real la instalación de nuestro sistema de medición integrado en una cabina de Airbus en Toulouse», añade Patterson. El proyecto fue exitoso en parte por la relación duradera entre los socios y Airbus, y en parte por las aportaciones de proyectos anteriores, como el proyecto INSTRUCTIVE de Clean Sky 2, que logró impulsar significativamente la tecnología de medición con infrarrojos. El Consejo de Investigaciones de Ingeniería y Ciencias Físicas en el Reino Unido y Airbus financiaron asimismo una beca de doctorado que condujo al desarrollo de nuevos algoritmos para el procesamiento de imágenes con el fin de identificar indicios de daños. A largo plazo, probablemente se produzca un cambio en la metodología de las inspecciones basadas en las condiciones de las estructuras de las aeronaves que, en el caso de las pruebas en tierra, permitirá su realización continua y supondrá un ahorro de tiempo de tres meses por cada doce meses de pruebas. «Esto contribuirá a reducir los plazos de desarrollo de nuevas aeronaves», concluye Patterson.

Palabras clave

DIMES, aeronave, prueba, inspección, sistema de medición, sensores, monitorización

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