Investigadores de la Universidad de Málaga han desarrollado un sistema que permite reducir el torbellino de aire que genera un avión al alzar el vuelo, acortando así en hasta un 10 por ciento el tiempo de espera entre despegues, que actualmente oscila entre los 60 y 90 segundos. El gigante de la aviación Airbus ha colaborado con la UMA en el desarrollo de esta tecnología, que ya ha sido patentada en España, tal y como señala la profesora del Departamento de Ingeniería Mecánica, Térmicas y de Fluidos de la UMA Paloma Gutiérrez, que ha liderado la investigación.

Los resultados de este trabajo, que cuenta con una financiación de 200.000 euros por parte del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, han sido publicados en dos artículos en las revistas científicas Physics of fluids y European Journal of Mechanics B/Fluids.

Romper la estela turbulenta 

Cuando un avión despega de un aeropuerto se forma una estela turbulenta que impide que, durante un intervalo de tiempo prudencial, como mínimo de un minuto, pueda elevarse otra aeronave, para evitar ese tubo de aire y asegurar la trepada. Esas turbulencias las provocan los vórtices generados en los extremos de las alas. Los investigadores proponen precisamente modificar esas partes del avión, colocando en ellas una especie de tubo que inyecte aire para deshacer esos torbellinos. La clave, como indica Gutiérrez, es inyectar este aire -ningún gas especial- con una determinada frecuencia y desde un determinado ángulo.

Esta investigación ha sido liderada por la profesora de la Universidad de Málaga Paloma Gutiérrez.

Los investigadores (siete de la UMA y uno de la Universidad de Sevilla) han constatado que con este sistema se podría reducir en al menos un 10 por ciento el tiempo de espera entre despegues, es decir, que se podrían ahorrar entre 6 y 9 segundos entre cada operación.

«Puede parecer poco, pero a lo largo de muchos días y muchos años es mucho», señala la investigadora de la UMA, que recuerda que disminuir los tiempos entre despegues aumentaría la capacidad operativa de los aeropuertos y agilizaría las operaciones en épocas de mucho tráfico aéreo, como en verano.

«Sería interesante reducir este ‘impasse’, no solo por una cuestión comercial, sino también en vuelos de seguridad y emergencias, como un incendio que requiera apoyo aéreo», añade Gutiérrez.

Túnel del viento

Los investigadores, que trabajan en este proyecto desde septiembre de 2022, han contado desde el principio con la ayuda del grupo aeronáutico Airbus, con el que se reúnen cada seis meses para exponerle los últimos avances de la investigación, que tiene una segunda pata.

Esta otra línea de trabajo se centra en cómo tendrían que estar diseñadas las alas de los aviones, construidas cada vez con materiales más ligeros y flexibles, para que ofrezcan una mayor sustentación y un menor arrastre o fricción con el aire, lo que contribuiría a reducir el consumo de combustible.

De ahí que otras empresas del sector de la aviación se hayan interesado por esta investigación, que los expertos han podido validar con la ayuda del túnel de viento de la UMA, un cubículo rectangular que está dotado de ventiladores superpotentes que alcanzan hasta 40 metros por segundo, lo que lo convierte en uno de los más potentes de España.

«Contar con ello nos ha permitido avanzar mucho, hasta el punto de que el equipo de investigación acaba de lanzar una patente de su sistema que consigue acelerar el decaimiento de los vórtices basado en un prototipo, y estamos a la espera de su reconocimiento a nivel internacional», concluye la profesora de la Universidad de Málaga Paloma Gutiérrez.

Referencias:

P. Solis, M. Garrido-Martin, E. Duran, P. Gutierrez-Castillo, and C. del Pino (2024). ‘On the influence of spanwise deformation on lift coefficient and trailing vortices properties at low Reynolds number’, Physics of Fluids, Vol 36, 037122.

E. Duran, M. Lorite-Díez, N. Konovalov-Shishov, P. Gutierrez-Castillo, C. del Pino (2024) ‘Influence of passive deformation in the lift coefficient of a NACA0012 wing model’, European Journal of Mechanics – B/Fluids, Volume 105.