La NASA abre una nueva era en la aviación civil

La cifra impresiona: más de 250.000 millones de dólares es el ahorro que la Agencia Aeroespacial estadounidense NASA ha estimado para los próximos años si se implementan en el tráfico aéreo las mejoras aeronáuticas de su programa ERA (siglas en inglés de aviación ambientalmente responsable).

Durante los últimos seis años (2009-2015) la NASA ha llevado a cabo este ambicioso proyecto de investigación, en busca de diseños y tecnologías más eficientes, seguras y ecológicas acordes con las necesidades medioambientales del sector. El programa ha contado con un presupuesto de 650 millones de dólares aportados por la agencia en colaboración con algunas de las empresas más importantes del sector como Boeing, General Electric o Pratt & Witney.

Cinco grandes áreas de estudio, infinidad de simulaciones computerizadas y pruebas reales en túneles de viento sobre aerodinámica, motores o integración de sistemas que, una vez concluido el programa, ofrecen resultados ciertamente sorprendentes como la reducción en un 75% de las emisiones de gases contaminantes, el ahorro de un 50% en el consumo de combustible o la disminución del ruido emitido hasta en un 60% del actual.

La implementación de boquillas sopladoras en la cola mejoran el rendimiento. NASA

Los responsables del programa ERA estiman que las mejoras tecnológicas pueden implementarse en la aviación en menos de una década por lo que, en el periodo que va desde 2025 hasta 2050, las aerolíneas podrían ahorrar miles de millones de dólares en costes operativos mejorando además el impacto medioambiental de manera considerable.

REDUCCIÓN DE EMISIONES EN UN 75%

La reciente cumbre sobre el clima celebrada en París ha dejado sensaciones contradictorias. Para muchos las decisiones adoptadas se quedan cortas y aún no se han abordado algunos de los problemas medioambientales más acuciantes. De hecho, la navegación marítima o el tráfico aéreo son dos de los sectores que apenas se mencionaron durante las negociaciones y en la actualidad continúan fuera de la regulación internacional a pesar de que generan un 5% de las emisiones mundiales de CO2.

Desde 1990 las emisiones generadas por el sector han aumentado en un 93% y se estima que en 2014 las actividades mundiales derivadas del tráfico aéreo expulsaron a la atmósfera más de 700 millones de toneladas de CO2, una cantidad que se doblará o incluso triplicará en las próximas tres décadas.

Las nuevas tecnologías del programa ERA de la NASA permitirían una reducción de las principales emisiones de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2), el óxido de nitrógeno (NOx) o el vapor de agua.

Durante estos años los ingenieros de NASA han trabajado conjuntamente con la multinacional Pratt & Witney en un nuevo prototipo de cámara de combustión más eficaz diseñada específicamente para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno. Los resultados que acaban de presentar demuestran que consigue disminuciones de hasta un 80% respecto a las cámaras actuales.

AHORRO DE MÁS DEL 50% DEL COMBUSTIBLE

Otra de las grandes innovaciones del programa ERA es un novedoso sistema para unir grandes secciones y el desarrollo de una nueva forma de utilizar materiales más resistentes que permitirían construir aeronaves con formas innovadoras y mejor aerodinámica , con un 20% menos de peso que los aviones actuales.

La NASA propone además añadir una red de pequeñas boquillas distribuidas por todo el fuselaje que soplan aire sobre la superficie de las alas y la cola permitiendo reducir su tamaño con la correspondiente reducción del peso y resistencia al aire.

Nuevas formas más ligeras y aerodinámicas (Crédito NASA). NASA.

Los nuevos conceptos de fuselaje en los que el cuerpo del avión es continuo y se funde con las alas permiten la colocación de los motores en lugares más aerodinámicos (como en la imagen superior). El uso de una doble cola permite distribuir de forma más adecuada el peso del avión, haciéndolo más estable y consiguiendo un gran ahorro de combustible.

MENOS DE LA MITAD DEL RUIDO

Esta nueva disposición se ha probado en túneles de viento para analizar cómo se comportan los nuevos diseños a bajas velocidades y encontrar la posición más adecuada para los motores y que consigan reducir el consumo y el ruido producido.

En el programa ERA también han colaborado la Fuerza Aerea de EEUU y la empresa Flex Sys, que ha desarrollado una nueva tecnología para las alas denominada Morphing con la que podríamos decir adiós definitivamente a los flaps en los aviones del futuro. Con el nuevo diseño los flaps son una continuación natural del ala con lo que ya no existen ranuras que aumenten la resistencia al aire y generen ruido.

El nuevo sistema Morphing, con las alas y los flaps en una sola estructura, como parte única del fuselaje, ya ha tenido sus primeras pruebas reales que concluyeron con éxito el año pasado.

Los ingenieros tomaron un avión convencional y remplazaron los flaps de aluminio tradicionales por los nuevos alerones flexibles consiguiendo mejorar la eficiencia aerodinámica y reducir considerablemente el ruido durante el despegue y el aterrizaje.

El futuro de la aviación para la NASA está claro y se basa en una visión más ecológica (y económica) del sector. El trabajo de investigación que ahora presenta NASA nos deja docenas de grandes y pequeñas mejoras tecnológicas que podrían cambiar el futuro de la aviación en tan solo una década.