Los aviones pronto podrían volar de forma más ecológica gracias a una idea inspirada en los tiburones. Una startup australiana ha creado una fina película de plástico con diminutas ranuras que imitan la piel del tiburón, lo que ayuda a los animales a desplazarse eficientemente por el agua. Al aplicarse a las aeronaves, esta película puede reducir la resistencia aerodinámica, el consumo de combustible y las emisiones de carbono, todo ello sin necesidad de rediseñar los aviones.
Desarrollado por MicroTau, el material imita los dentículos dérmicos que permiten a los tiburones deslizarse fácilmente por el agua. Al aplicarse a aeronaves, estos patrones reducen la resistencia aerodinámica.
“Podemos obtener un 4% o incluso un poco más en condiciones de crucero”, declaró un portavoz de MicroTau a New Scientist, refiriéndose al ahorro de combustible. Parece una cifra modesta, pero si la multiplicamos por los aproximadamente 100.000 vuelos diarios que se realizan en todo el mundo, el impacto es realmente enorme. En la aviación, donde cada punto porcentual cuenta, un aumento del 4% en la eficiencia podría suponer un ahorro de miles de millones en combustible y miles de toneladas de carbono.
Una apuesta de alto riesgo por el diseño de la naturaleza
Henry Bilinsky, abogado con formación en física y ahora emprendedor, fundó MicroTau tras ganar un concurso de innovación de la Fuerza Aérea de EE. UU. en 2015. El ejército quería reducir su enorme factura anual de combustible de 10.000 millones de dólares. Bilinsky ofreció su solución: usar luz ultravioleta para grabar patrones de piel de tiburón en la película de una aeronave.
“Propuse modificar un método de fabricación de chips de computadora… y, francamente, no esperaba ninguna respuesta”, declaró a Bloomberg Green. Pero la propuesta funcionó. Pronto, Bilinsky estaba demostrando prototipos en la Base Aérea Wright-Patterson, y para 2016, nació MicroTau.
Desde entonces, la película —esencialmente un envoltorio retráctil de alta tecnología— se ha aplicado a todo tipo de aeronaves, desde los imponentes aviones de transporte C-130J de Lockheed Martin hasta el elegante prototipo XB-1 de Boom Supersonic. Los parches incluso resistieron a Mach 1,18, a más de 1400 km/h. «Los parches sobrevivieron a estas condiciones sin problemas, sin ninguna degradación observable», declaró un portavoz de Boom Supersonic.
La tecnología, llamada película de riblets, reduce la resistencia a la fricción superficial. En flujo turbulento, el aire forma remolinos microscópicos («vórtices de horquilla») que frotan la superficie del avión. Sin embargo, los riblets, con una forma ligeramente más estrecha que estos vórtices, impiden que se formen cerca del avión. El resultado es una menor resistencia y un vuelo más eficiente.
“Obtenemos un ahorro fiable del 8% en la resistencia aerodinámica”, explicó Bilinsky. “Pero en una aeronave típica, la mitad de la resistencia aerodinámica es resistencia aerodinámica, por lo que ese 8% se traduce en una ganancia neta de eficiencia del 4%. Es decir, un 4% menos de combustible quemado y un 4% menos de emisiones de carbono”.
El complemento del avión
Lo que hace que esta tecnología sea especialmente atractiva es su simplicidad. En lugar de revisar motores o diseñar nuevos aviones, las películas riblet se pueden aplicar como pegatinas, similares a las calcomanías que ya se utilizan para los logotipos de las aerolíneas.
“Esto lo convierte en un enfoque complementario sumamente práctico”, afirmó Mahmoud Hussein, ingeniero aeroespacial de la Universidad de Colorado en Boulder. No se requieren rediseños estructurales. Se evitan largas paradas de aterrizaje.
Y esa practicidad importa, porque el mundo no va a reemplazar su flota de aviones en un futuro próximo. «Hoy en día hay un billón de dólares en aviones volando que no se van a desechar», señaló Bilinsky. «Queman combustible por un valor aproximado de 200 000 millones de dólares y producen mil millones de toneladas de carbono».
En ese contexto, la película de riblets no sólo es inteligente, sino también estratégica, y en más de un sentido. Delta Air Lines coincide. A través de su Laboratorio de Cielos Sostenibles, la aerolínea está probando la película en Boeing 767 de fuselaje ancho y 737 de fuselaje estrecho. «Este producto es un ejemplo de innovación con aplicación a corto plazo», declaró Sangita Sharma, directora del Laboratorio, a FlightGlobal. Señaló que incluso la cobertura parcial de una aeronave podría aportar beneficios reales, dependiendo del flujo de aire y las condiciones operativas.
La aerolínea australiana de bajo coste Jetstar y la Fuerza Aérea de EE. UU. también participan, junto con otros clientes comerciales y militares. El ejército estadounidense ya ha completado cuatro de seis vuelos de prueba, con el objetivo de optimizar aeronaves antiguas con mejoras de eficiencia modernas. «Esta capacidad de optimizar nuestras aeronaves antiguas nos permite ahorrar potencialmente millones de dólares en combustible», declaró Roberto Guerrero, de la Fuerza Aérea.
Ampliando, mirando hacia el futuro
En su laboratorio cerca de Sídney, MicroTau utiliza luz ultravioleta para desarrollar los riblets de la película capa por capa. “Pasas el dedo por encima y oirás ese zumbido”, dijo Bilinsky, mostrando los surcos que a simple vista parecen insignificantes.
Con el respaldo del gobierno australiano y la Corporación Financiera de Energía Limpia, MicroTau ha recaudado más de 8 millones de dólares para ampliar la producción. Ya se ha fabricado un kilómetro de película para las próximas pruebas de vuelo. La empresa planea expandirse en Australia y luego expandirse a Norteamérica y Europa.
Pero Bilinsky no se detiene en los aviones. “También los tendremos en el agua, en aplicaciones marinas”, dijo. Los buques de carga son los siguientes en la lista para la reducción de la resistencia. En cualquier lugar donde se muevan fluidos, se podrían aplicar riblets.
Pero por ahora, la aviación sigue en primera línea. Con los aviones eléctricos y de hidrógeno aún en el horizonte, las tecnologías existentes deben asumir la carga. Las películas Riblet podrían ayudar a cerrar la brecha, reduciendo las emisiones hoy mientras esperamos las aeronaves del mañana.
Fuente: ZME Science.