'Tecnología Ikerlan' para desarrollar los aviones del futuro

El futuro del sector aeronáutico pasa por la fabricación de aviones más ligeros y más eficientes. La industria aeronáutica lleva enfrentándose los últimos años a grandes retos, entre ellos, la masificación de los viajes en avión, el encarecimiento de la energía y la necesidad de reducir la contaminación.

La demanda de aeronaves de menor peso, que a su vez permitan una reducción del consumo de combustible, obliga a la incorporación de nuevas tecnologías en el sector

El tráfico aéreo mantiene sus previsiones al alza a medio y largo plazo. Según la Asociación de Transporte Aéreo Internacional (IATA, en sus siglas en inglés), se estima que en 2035 el número de puertos aéreos que operen por encima del 80 % de su capacidad puede ascender de 6 a 30. Las grandes multinacionales del sector como Airbus y Boeing pusieron en el mercado 1.481 aviones en 2017 y tienen pedidos en firme para la fabricación de 35 000 nuevos aviones.

La demanda de aeronaves de menor peso, que a su vez permitan una reducción del consumo de combustible, obliga a la incorporación de nuevas tecnologías en un sector que se ve obligado a estar siempre a la vanguardia.

En este sentido, IK4-Ikerlan apuesta por la aeronáutica como vía de crecimiento y diversificación en la aplicación de las tecnologías y conocimientos que ha desarrollado para otros sectores como el ferroviario, la movilidad eléctrica o los bienes de equipo. “El peso de esta industria en nuestro mix de actividad va aumentando de manera progresiva, y es un sector donde cada vez salen más proyectos. Queremos estar en primera línea, porque tenemos tecnología que puede ser de aplicación directa”, explica Irma Villar, responsable de uno de los principales proyectos aeronáuticos del centro tecnológico.

IK4-Ikerlan, junto con otras empresas vascas, participa en Clean Sky2, iniciativa comunitaria para que Europa lidere los aviones de nueva generación

IK4-Ikerlan, junto con otras empresas vascas, participa en Clean Sky2, iniciativa comunitaria para que Europa lidere los aviones de nueva generación; un programa financiado por Horizon 2020 de la UE, que contribuirá a la reducción del consumo de combustible y las correspondientes emisiones de CO2 entre un 20 y un 30 %, y rebajará el nivel del ruido un porcentaje similar a 2014, cuando había menos tráfico aéreo.

En el caso del centro, y para dar respuesta a las necesidades tecnológicas que presenta el sector aeronáutico, trabaja con distintas tecnologías como la inducción electromagnética o nuevas técnicas de monitorización.

Inducción contra el hielo de las alas

El sector aeronáutico está volcado en los sistemas anti-hielo, ya que son uno de los elementos de gran consumo de combustible y se intentan buscar soluciones más eficientes para evitar transportar combustible, con el único objetivo de eliminar el hielo. Mediante el proyecto InductICE, IK4-Ikerlan trabaja dentro del marco europeo en la aplicación de la inducción electromagnética como sistema innovador y eficiente para proteger las alas de los aviones contra el hielo. “Se trata de un sistema nuevo, que no existía hasta hoy. Comercialmente se utilizan otro tipo de técnicas para calentar el hielo, pero no la inducción. Nuestra aplicación garantiza la eficiencia energética, principalmente”, explica Irma Villar.

Hoy en día los sistemas de protección contra el hielo se dividen en dos grandes grupos: por un lado, los mecánicos que separan el hielo mediante deformación de la superficie sobre la que se acumula y, por otro lado, los térmicos, que calientan las superficies mediante resistencias eléctricas o que redirigen parte del aire caliente del compresor del motor.

En el caso de las alas de los aviones, el sistema patentado por Airbus DS y el centro tecnológico vasco permite calentar una superficie externa del ala desde la parte interna sin ningún tipo de contacto eléctrico. El sistema totalmente modular podrá funcionar como sistema antihielo (calefacción en modo continuo) o deshielo (calefacción en modo cíclico), lo que aportará la ventaja de una mayor flexibilidad. Además, el sistema modular permite calentar directamente los puntos en los que se genera el hielo evitando un excesivo consumo de energía.

Ensayos en túnel de hielo

Para validar el sistema de inducción, IK4-Ikerlan está inmerso en un nuevo proyecto que terminará en marzo de 2020 y que permite probar la aplicación electromagnética dentro de un túnel de hielo. Para ello, se ha creado un consorcio formado por la empresa belga Sonaca Group, especialista en la fabricación de alas y responsable del diseño del modelo que se utilizará en el ensayo, la Universidad de Cranfield, que aporta el conocimiento tecnológico al disponer de un túnel de hielo de menor escala y, por último, la empresa austriaca Rail Tec Arsenal (RTA), que cuenta con un túnel de hielo para pruebas aerodinámicas y climáticas.

Este consorcio posibilita que el centro tecnológico vasco amplíe los conocimientos sobre el sistema de inducción electromagnética para validar la solución y avanzar hacia el diseño del producto final.

Monitorización para mejorar la eficiencia

IK4-Ikerlan también investiga, en colaboración con CETEST, soluciones novedosas para reducir el consumo energético de los aviones. Actualmente, el proyecto TEST-Inn desarrolla un sistema innovador de monitorización y aplicación de carga para el chequeo y validación del HLFC (Hybrid Laminar Flow Control), elemento integrado en el estabilizador de cola de un avión comercial.

La tecnología HLFC permite la succión de pequeñas cantidades de aire a lo largo de las superficies de las aeronaves. Esta técnica tiene el potencial de reducir la resistencia y, en consecuencia, el consumo de combustible de los aviones en un 30 %. Además, con este desarrollo tecnológico, IK4-Ikerlan busca disponer de nuevas técnicas de monitorización y aplicación de carga que contribuyan a la reducción de tiempos de desarrollo y costes en la validación de componentes aeronáuticos reales.

El proyecto se está desarrollando en colaboración con el Centro de Ensayos y Análisis (CETEST), que participa en el diseño y fabricación del banco donde se aplican las tecnologías desarrolladas en IK4-Ikerlan y donde se efectuarán los ensayos finales del prototipo HLFC. La experiencia en monitorización encuentra también su aplicación en los procesos de validación de nuevos componentes del sector aeronáutico. La obtención de datos avanzados sobre el comportamiento de las piezas elaboradas con nuevos materiales permite aligerar la obtención de certificados perceptivos para la producción, y reducir así el plazo de tiempo entre el diseño y la aplicación de los avances en aeronáutica.

En la actualidad, el centro tecnológico trabaja en el marco del proyecto Light-Air, en colaboración con AMADE y AIRBORNE, en la validación de nuevos materiales más ligeros para fuselajes de helicópteros que aspiran a reducir en un 15 % el peso de estos aparatos. Igualmente, IK4-Ikerlan está inmerso en la preparación de otras propuestas europeas. En ellas plantea avances en tecnologías de largo recorrido en otros sectores como el de convertidores de potencia de nueva generación para la cada vez mayor electrificación de las aeronaves; las plataformas de computación de altas prestaciones que deben realizar funciones de seguridad dentro del avión; o técnicas de validación de paneles de fuselaje producidos sin necesidad de emplear autoclaves, mediante ensayos en condiciones de carga de vuelo representativas

La apuesta por investigar tecnologías que reduzcan el consumo de combustible y la creación de procesos de validación más sencillos está permitiendo que el centro tecnológico vasco siga progresando en el mercado aeronáutico y contribuya al fortalecimiento de la colaboración con empresas relevantes del sector, logrando cada vez una mayor aportación tecnológica en los proyectos de desarrollo con las empresas.