Aviación menos contaminante mediante diseños con configuraciones no convencionales

Hoy en día, la concienciación de los gobiernos del mundo acerca de la necesaria reducción de emisiones contaminantes está en auge. Por otro lado, se prevé un crecimiento del tráfico aéreo mundial de entre el 3% y el 4% anual durante los próximos 20 años. A fin de hacer compatible este crecimiento del mercado de la aviación con la reducción de emisiones, se están siguiendo diversas estrategias para fabricar aviones más eficientes. Entre las más prometedoras, está la de explorar los potenciales beneficios que podría tener el hecho de cambiar la configuración del avión, hasta ahora compuesta por un ala de gran alargamiento, un estabilizador horizontal y otro vertical situados en la parte posterior del fuselaje.

En esta línea de investigación se enmarcan estudios de configuraciones muy novedosas como es el caso de joined-wing, ala volante o box-wing. El problema de estas configuraciones es que suponen un cambio muy drástico en la configuración del avión, por lo que no está previsto que los fabricantes se animen a emprender alguno de esos proyectos a corto plazo debido a su gran complejidad intrínseca.

Para intentar que la acogida de estas nuevas configuraciones de aviones sea más viable por parte de los fabricantes, el grupo de investigación de Diseño Conceptual de Aviones y Drones (DCAD) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en España, trabaja con configuraciones que no supongan un cambio tan drástico. El hecho de considerar configuraciones no convencionales que actúen únicamente en la zona de la cola del avión supone que se puedan aprovechar la mayoría de los procedimientos y técnicas que utilizan los fabricantes actualmente.

En el estudio más reciente llevado a cabo por el grupo de investigación de Diseño Conceptual de Aviones y Drones de la UPM, se presenta tanto un procedimiento de diseño de configuraciones de cola no convencionales con arreglo a la normativa de certificación aplicable, como las herramientas para evaluar el impacto que tendría en el consumo de combustible y en la emisión de gases contaminantes. Para acometer este estudio, se tonó como referencia un avión de configuración convencional para el que se realiza un diseño conceptual de una cola no convencional en V y se analizan los potenciales beneficios que se podrían alcanzar.

La NASA, en colaboración con empresas como Lockheed Martin, también trabaja en el diseño de aviones con configuraciones no convencionales que permitan reducir la contaminación atmosférica generada por el tráfico aéreo. En la ilustración, un diseño de esta clase, obra de Lockheed Martin. (Imagen: NASA / Lockheed Martin)

Los resultados obtenidos para la cola en V son prometedores.

Muestran un ahorro de combustible algo inferior al 1%, y reducciones de emisión de óxidos de nitrógeno de casi un 2% y de dióxido de carbono por encima del 1%. Estos resultados confirman que las configuraciones no convencionales deben ser consideradas como parte del futuro de la aviación, y su potencial impacto medioambiental puede ser analizado mediante las herramientas desarrolladas por este grupo de investigadores de la UPM.

En opinión de Alejandro Sánchez Carmona, uno de los investigadores de la UPM participantes en el estudio: “Lo más trascendental del trabajo es la metodología empleada para alcanzar los resultados, que puede ser reproducida para muchas otras configuraciones de cola no convencional. Esta metodología puede ayudar a los fabricantes a realizar estudios comparativos entre diferentes configuraciones para analizar los potenciales beneficios en etapas de diseño conceptual.”

El estudio se titula “Design Process and Environmental Impact of Unconventional Tail Airliners”. Y se ha publicado en la revista académica Aerospace. (Fuente: UPM)