La NASA y el MIT muestran el futuro de la aviación: el avión con alas deformables

El prototipo ha sido ensamblado a partir de pequeñas piezas idénticas y podría permitir diseños más ligeros y eficientes

Una recreación de cómo podrían construirse los nuevos prototipos aéreos - Eli Gershenfeld, Centro de Investigación Ames de la NASA

Ingenieros de la NASA y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han construido y probado un nuevo tipo de ala que no tiene que ver con ninguna diseñada hasta la fecha. Hecha a partir de cientos de diminutas piezas idénticas, como si de un tejido se tratara, es capaz de deformarse para controlar el vuelo del avión. Y no solo eso: su producción sería relativamente barata y ahorraría grandes costes tanto en el mantenimiento como en el vuelo, ya que se trata de un ala 1.000 veces más ligera que las fabricadas con caucho.

Así lo aseguran Nicholas Cramer y Kenneth Cheung, de la NASA, junto con Benjamin Jenett, un estudiante graduado del MIT, cuyas pruebas en un túnel de viento de la agencia espacial estadounidense acaban de publicarse en la revista «Smart Materials and Structures».

«En lugar de requerir superficies móviles separadas para controlar el giro y la inclinación del avión, como hacen los alerones en las alas convencionales, el nuevo sistema de ensamblaje permite deformar toda la ala, o partes de ella, incorporando una mezcla rígida y flexible», afirma el MIT en un comunicado. Para que la estructura del ala no quede a la vista, los ingenieros proponen una cubierta delgada de polímero, similar al utilizado en las celosías que componen el material.

Prototipo creado por los ingenieros del MIT y de la NASA - Kenny Cheung, Centro de Investigación Ames de la NASA

Miles de pequeños triángulos que forman un «metamaterial»

El resultado es un ala mucho más ligera y, por lo tanto, mucho más eficiente en el uso de la energía que los diseños convencionales. En la actualidad, las alas necesitan configuraciones distintas de los alerones dependiendo de cada una de las fases del vuelo, por lo que el ala en sí sacrifica eficiencia. «Un ala que es constantemente deformable podría proporcionar una mejor aproximación de la mejor configuración para cada etapa», señalan desde el MIT.

Así, debido a que la estructura, compuesta por miles de pequeños triángulos de resina de polietileno -aunque parecen construidos a base de cerillas-, se encuentra compuesta principalmente de espacio vacío, forma un «metamaterial» mecánico -a la vista, los triángulos forman un poliedro- que combina la rigidez estructural de un polímero similar a la goma y la extrema ligereza y baja densidad de un aerogel. Y además, aunque podría hacerse, no es necesario incluir motores o cables para deformar las alas cuando quiera el piloto, sino que éstas se acoplan a la forma ideal del momento porque responden automáticamente al responder a las diferentes tensiones que se ejercen sobre ellas en un vuelo. «Somos capaces de producir exactamente el mismo comportamiento que activarías con un botón, pero de forma pasiva», afirma Cramer.

Construido por un enjambre de nanorrobots autónomos

El equipo ensambló a mano el ala de un metro de largo, a semejanza de la de un avión de aeromodelismo. El siguiente paso es fabricar una de cinco metros como la de un monoplaza real. Aunque en este caso ya no será producida manualmente, sino por un enjambre de nanorrobots autónomos. Y no es ciencia ficción, puesto que los investigadores aseguran haber diseñado la estructura pensando en esta forma de fabricación y que en un próximo artículo darán más claves al respecto para empezar a construirla en serie.

Esta ala fue ensamblada a mano, pero las versiones futuras podrían ser ensambladas por robots en miniatura especializados - Kenny Cheung, Centro de Investigación Ames de la NASA

«Si bien hay una inversión inicial en herramientas, las piezas son baratas en sí», señala Jennet, quien señala que la celosía resultante tiene una densidad de 5,6 kilogramos por metro cúbico. A modo de comparación, el caucho tiene una densidad de alrededor 1.500 kilogramos por metro cúbico: «Nuestro material tiene la misma rigidez, pero con una densidad que es la milésima parte que la del caucho», afirman.

Y todo esto no serviría solo para aviones. Se están desarrollando ensamblajes similares para construir estructuras espaciales, y eventualmente podrían ser útiles para puentes y otras estructuras de alto rendimiento.

Fuente: ABC.es