Hicham Kabbaj, director General de Dassault Systèmes para España y Portugal/Aviación Digital, Sp.- Cosas que hace unos años parecían ciencia ficción como los coches voladores o los autónomos, son ahora proyectos que cada vez están más cerca de hacerse realidad. El sector de la movilidad ha avanzado tanto los últimos años, que la conducción autónoma ha hecho posible viajar sin necesidad de la intervención humana. Esta tecnología todavía se está refinando, pero 2022 ha dejado hitos relacionados con ella como es el permiso de conducción autónoma de nivel 3 en las carreteras europeas desde el pasado mes de julio.
El sector de la aviación también ha experimentado grandes avances en los últimos años como, por ejemplo, los aviones eléctricos de despegue y aterrizaje (VTOL y eVTOL eléctricos), que prometen revolucionar el transporte y la movilidad y para los que la seguridad, es de suma importancia. Estos aviones, más ecológicos, rápidos y silenciosos son la última tendencia en la industria y ya podemos ver varias startups dedicados a su desarrollo.
La Administración Federal de Aviación (FAA) y la Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea (EASA) colaboran estrechamente con las partes interesadas en la movilidad aérea urbana/avanzada (UAM/AAM) para establecer y mejorar las normas de seguridad. Por el momento, los desarrolladores de aeronaves eVTOL, comoJoby Aviation, Archer y Beta Technologies, siguen trabajando para avanzar hacia la certificación de la FAA.
Los materiales compuestos son esenciales para los vehículos eVTOL
Independientemente del uso que se vaya a dar a un eVTOL, a la hora de diseñarlo una de las variables prioritarias a tener en cuenta es su peso, cuanto más ligero sea mejor. Por eso, el uso de tecnologías compuestas en un fuselaje eVTOL seguirá siendo fundamental para su éxito debido a sus propiedades ligeras, rigidez y de alta resistencia al peso.
Estos vehículos deben diseñarse para albergar una tolerancia a los daños de diferentes categorías. De esta forma, los diseñadores y desarrolladores deben abordar en la fase de diseño, mediante el uso de la simulación física, la forma en que el vehículo pueda sobrevivir con seguridad a potenciales eventos como daños accidentales de la resistencia por choque o por impacto de aves, por fatiga de materiales, por la caída de un rayo o por el fallo del rotor.
Sin embargo, los materiales compuestos son susceptibles de sufrir defectos complejos durante el proceso de fabricación, o durante la vida útil de un aparato, que pueden reducir significativamente la resistencia y rigidez residuales de la estructura. En este sentido, la delaminación– la discontinuidad de la interfaz entre dos o más capas- es uno de los defectos más comunes en los materiales compuestos, que puede originarse tanto durante la fabricación, debido a discrepancias en el procesamiento, como durante el funcionamiento del vehículo.
Dicho esto, es extremadamente difícil modelar y simular defectos en materiales compuestos. Antiguamente, el proceso de simulación era larguísimo, ya que implicaba el uso de múltiples herramientas para modelar las capas y propiedades de dichos materiales compuestos. Actualmente contamos con aplicaciones avanzadas enfocadas en acelerar el proceso de evaluación del rendimiento y potenciar la fiabilidad y la seguridad de materiales y productos antes de pasar a los prototipos físicos. Además, existen herramientas en la industria que permiten simular metódicamente la posible delaminación en los materiales compuestos.
Plantillas de ingeniería, un método escalable, automatizado y colaborativo
Para optimizar el trabajo, los resultados de todas las pruebas de diseño y materiales se suelen recoger en plantillas de ingeniería. Este modo de trabajo además de simplificar el modelado de defectos permite que los cambios que haya que implementar en las operaciones se copien de forma automática a todas las aquellas almacenadas en la plantilla y los diferentes componentes de la base de datos como productos, simulaciones o piezas.
Este tipo de enfoque de plantilla permite minimizar los errores en el modelado y optimizar las operaciones en cadena. Además, las plantillas enfocadas en el modelado de posibles defectos son muy escalables y pueden ser reaprovechadas en otros proyectos de modelos de simulación. Mediante las plantillas de ingeniería se pueden capturar los conocimientos de ingeniería de la empresa y ayudar a compartir fácilmente los conocimientos de modelado y simulación entre todos los usuarios. La automatización de la simulación permite a los analistas centrarse más en estudiar las consecuencias de los defectos y mejorar los diseños para garantizar la seguridad de los pasajeros.
Sin duda, se están dando grandes pasos y en los próximos años habrá grandes avances en el sector de la movilidad, se dispondrá de vehículos más eficientes y sostenibles que mejorarán la vida de los usuarios mediante la optimización de los desplazamientos diarios.
