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Materiales «inteligentes» para conseguir vuelos más cómodos y seguros

Los materiales activos, también llamados «inteligentes», son materiales que se deforman en presencia de un campo electromagnético. Aunque muchos materiales responden a la aplicación de un campo electromagnético, los materiales activos se caracterizan por la magnitud y la velocidad de su respuesta.
Materiales «inteligentes» para conseguir vuelos más cómodos y seguros
Las estructuras llamadas «inteligentes» se pueden crear a partir de estos materiales, integrándolos en sensores, actuadores (dispositivos que actúan sobre otra estructura como resultado de la detección de una señal) y un sistema de control que controla la respuesta del actuador frente al estímulo. Estas estructuras inteligentes pueden imitar respuestas biológicas como la sincronización con cambios ambientales o la reparación automática de daños.

El interés por los materiales magnetoelásticos ha aumentado recientemente debido a su capacidad para atenuar las vibraciones y absorber energía. El proyecto Mesema («Sistemas de energía magnetoelástica para aeronaves todavía más eléctricas»), financiado por la Unión Europea, tenía el objetivo de desarrollar sistemas a partir de materiales magnetoelásticos incorporados en transductores de vibraciones (que convierten la energía mecánica propia de las vibraciones en una señal eléctrica de salida) que sirven para impulsar un sistema dedicado de actuadores destinado a aplicaciones en aeronaves.

En primer lugar, los investigadores estudiaron y produjeron materiales magnetoelásticos y desarrollaron sensores y módulos de control para integrarlos en estructuras inteligentes. A continuación desarrollaron una tecnología de control de actuadores con materiales magnetoelásticos que sirve para reducir los niveles totales de ruido de banda ancha en la cabina de las aeronaves a turborreacción, a la vez que reduce apreciablemente las vibraciones en los componentes del fuselaje. Con materiales similares se consiguió una absorción ajustable de las vibraciones para reducir el nivel de alteraciones por ruidos en los helicópteros.

También se desarrolló un actuador con materiales inteligentes que mejoraba de forma notable la potencia de salida de los generadores hidráulicos. Además, se investigó el uso de metales inteligentes magnetostrictivos en un prototipo de generador eléctrico de emergencia impulsado por flujo de aire.

Finalmente, se desarrolló un procedimiento innovador de optimización de la colocación de los actuadores que se utilizan para monitorizar la salud estructural. El sistema identificaba y localizaba de forma fiable los daños sufridos en componentes metálicos y de materiales compuestos en aplicaciones aeroespaciales.

En resumen, el proyecto Mesema desarrolló una base de datos útil de materiales magnetoelásticos que facilitará la futura aplicación y explotación de dichos materiales inteligentes. Se desarrolló una tecnología de sensores y actuadores y se integró con los materiales activos para usarlos en el control del ruido y las vibraciones, la monitorización de la salud estructural y la producción de energía eléctrica a partir de la energía mecánica vibratoria en aplicaciones destinadas a aeronaves. Finalmente, durante el proceso de diseño surgieron numerosas innovaciones y dispositivos que podrían comercializarse como productos independientes para otras aplicaciones. El éxito de este proyecto fue muy importante y generó mucho interés por parte de los socios industriales. Es seguro que la comercialización de los resultados en el futuro beneficiará a la economía europea y a la seguridad y comodidad de los pasajeros de las líneas aéreas.

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