guia do novo coronavirus
Imprimir Republish

ingeniería de materiales

Dureza extra en el aire

Un producto inédito confiere mayor resistencia a las luces de las alas de los aviones de Embraer

Una innovación tecnológica desarrollada por un grupo de investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) brindará ayuda a Embraer en su proyecto de nacionalizar partes y componentes empleados en la fabricación de su línea de jets regionales y ejecutivos. Se trata de un film fino de nitruro de silicio que, al ser aplicado sobre el material de protección de las luces de señalización de los aviones, hace que dicha pieza se torne mucho más dura y resistente al desgaste. Estas luces, ubicadas en las puntas de las alas (roja en el ala izquierda y verde en la de la derecha), sirven para orientar visualmente a otros pilotos con relación a la trayectoria del avión -si éste se está alejando o está acercándose al observador.

El revestimiento externo sirve para que las lentes, en general hechas en policarbonato, un tipo de plástico muy similar al acrílico, soporten el fuerte rozamiento al que están sujetas durante el vuelo. La microabrasión generada por la fricción de las partículas en suspensión con las lentes va en detrimento de la eficiencia luminosa. Actualmente Embraer importa esa pieza de una fabrica francesa.

El desarrollo de este producto es el resultado de años de investigación por parte del profesor Luiz Gonçalves Neto, de la Escuela de Ingeniería de São Carlos de la USP, del profesor Ronaldo Mansano y del investigador Luís da Silva Zambom, ambos del Departamento de Ingeniería de Sistemas Electrónicos de la Escuela Politécnica de la USP de São Paulo. Los tres, junto a sus colegas Patrick Verdonck y Giuseppe Antônio Cirino, también de la Escuela Politécnica, ya habían desarrollado y patentado, con la ayuda de la FAPESP, un film de carbono conocido con la sigla DLC (del inglés Diamond Like Carbon), también utilizado como revestimiento externo de superficies.

Pero la gran ventaja de las lentes revestidas con el film de nitruro de silicio reside en su dureza. “En la pruebas de laboratorio, en las que la superficie de las piezas es rayada con una punta de diamante, constatamos que la lente recubierta con nitruro de silicio es alrededor de dos veces más dura que las que actualmente equipan a los jets de la empresa. Creemos que la vida útil de las lentes será muy superior a las de las convencionales, que es de cerca de dos años”, afirma el profesor Mansano. Y una mejora resultante del aumento de la durabilidad es la reducción del tiempo de mantenimiento del avión.

Otra ventaja, según los investigadores, es el bajo costo del producto. “Aún no tenemos su valor final, pero creemos que será mucho menor que el de la pieza utilizada actualmente por Embraer”, dice Mansano. “Eso sin contar que, con nuestro film, Embraer ya no será más dependiente de la importación de la pieza francesa.”

Amplia cobertura
De acuerdo con los investigadores, los dos principales problemas surgidos en el transcurso del desarrollo del proceso -la adherencia del film al material polimérico y la uniformidad de la deposición- ya han sido solucionados. “Realizamos pruebas mecánicas y ópticas que comprobaron que la adherencia del film de nitruro a la superficie es acorde con los parámetros de la industria aeronáutica”, afirmó Luiz Gonçalves Neto. Los científicos creen que el film podrá usarse para recubrir otros componentes del avión, al margen de las lentes de punta de ala, tales como ventanas, parabrisas y luces externas. También podrá tener aplicaciones militares, como el revestimiento de las ventanas ópticas de misiles. “Somos optimistas”, afirma el profesor Luiz Gonçalves. “Pretendemos iniciar el proceso de patentado este mismo año.”

Pruebas de vuelo
Uno de los modelos de la lente revestida con nitruro de silicio está siendo sometido a pruebas desde enero en un prototipo del jet ejecutivo Legacy, flamante avión de Embraer, que fue lanzado el año pasado. Los ensayos son llevados adelante por la gerencia de desarrollo tecnológico de la empresa. “Sería prematuro decir cualquier cosa acerca de los resultados de estos ensayos. Esperamos concluirlos al final del primer semestre de este año”, afirma el ingeniero de materiales Ricardo Bou Reslan Calumby, a cargo de los ensayos con la lente de la USP.

El interés de Embraer en esta innovación tecnológica obedece al hecho de que algunas protecciones francesas que actualmente equipan al modelo Legacy han presentado una opacidad prematura. “Hemos tenido reclamos y nos hemos dado cuenta de que algunas de estas lentes evidenciaban un cierto desgaste durante los ensayos de vuelos o de homologación”, afirmó la ingeniera de materiales de Embraer Isabella Emmerick, integrante del equipo de pruebas.

El Legacy es un jet ejecutivo de mediano porte, inspirado en la plataforma de la familia de aviones regionales ERJ 135/140/145, que tiene más de 600 unidades en vuelo. Se encuentra disponible en dos versiones: la Ejecutiva y la Shuttle, con una capacidad para 19 pasajeros. Este jet es capaz de volar unos 5.700 kilómetros sin necesidad de abastecimiento -la distancia entre Nueva York y Londres. La nave fue lanzada en 2001, y homologada para volar por las autoridades aeronáuticas de Estados Unidos y de Europa al final del año pasado. Embraer ya ha entregado 15 unidades, y ha recibido 164 pedidos de este avión por parte de clientes de diversos países.

La demanda de la empresa aeronáutica de São José dos Campos con respecto a las lentes de señalización de punta de asa del Legacy es pequeña: tan solo 50 unidades por año. Para atender a Embraer, en la hipótesis de que la pieza sea aprobada en los ensayos actualmente en curso, los investigadores planean estructurar una pequeña empresa en una incubadora de base tecnológica. “Más allá de equipar al Legacy, vamos a ofertar el producto para equipar a los restantes jets de la empresa, y también a las compañías aéreas del país, que necesitan esa pieza en sus talleres, para hacer el mantenimiento de sus aviones”, afirma Gonçalves Neto.

Otras aplicaciones
Para que el film de nitruro de silicio llegue a ser producido a gran escala, los científicos están pensando en otras aplicaciones, fuera del sector aeronáutico. Una alternativa es la cobertura de focos de automóviles. “En el futuro podríamos transferir esa tecnología a la industria automotriz”, afirma Mansano. El producto también puede usarse para revestir lentes de policarbonato de gafas, que son mucho más leves que los lentes de vidrio, pero presentan la desventaja de que se rayan fácilmente. “Ya hemos mantenido contactos con los fabricantes, que han manifestado su interés en el producto”. Además de proteger los lentes, la película hará las veces de filtro óptico, y a su vez funcionará como cobertura estética, pues su coloración puede variar de acuerdo con el espesor del film.

Republish