¿Por qué los aviones están hechos de aluminio y compuestos?

 

¿De qué está hecho un avión? No le haría justicia a los años de investigación e ingeniería el sugerir «metal», ni tampoco sería exacto usar palabras como «acero» o «hierro», ya que estas están algo ausentes en la ingeniería aeroespacial. ¿Qué elementos son los más adecuados para las aeronaves? Exploremos.

¿Qué elementos funcionan mejor para las aeronaves?

Si construyéramos una aeronave desde cero, ¿qué elementos serían adecuados?

  • Necesitaríamos un material lo más ligero posible, ya que cada gramo de peso se suma al consumo total de combustible.
  • El material también debe ser lo suficientemente rígido y duro para soportar la lluvia y las tensiones del vuelo.
  • Pero también tiene que ser lo suficientemente flexible para ser redondeado y racionalizado para una mejor aerodinámica.
  • Este material mágico también tiene que ser barato. Sería fantástico construir un avión con osmio (el metal natural más raro del mundo relacionado con el platino), pero sería imposiblemente caro.

Las aerolíneas necesitan un avión que sea duradero pero fuerte y, al mismo tiempo, ligero y asequible.

¿De qué materiales está hecho un avión?

Originalmente los aviones estaban hechos de madera y tela. Estos materiales eran superligeros para permitir que el avión volara con la menor cantidad de energía. Pero a medida que las aspiraciones se elevaban (juego de palabras), los aviones debían ser más duraderos y ligeros. Las fuerzas de tensión en las articulaciones se volvieron tan feroces a medida que aumentaba la velocidad que un avión de madera podía desmoronarse como el papel maché.

Para alcanzar las velocidades necesarias para el vuelo a reacción, los aviones debían ser totalmente metálicos. El aluminio demostró tener características adecuadas. Era duradero, ligero y relativamente barato. El metal también era más fácil de ensamblar y reparar, utilizando herramientas mecánicas en lugar de sierras y hachas. Sin embargo, al igual que otros metales, sufría de peligros como la corrosión y la fatiga por tensión que aparecían después de unos años de funcionamiento.

Por lo tanto, los investigadores desarrollaron nuevas aleaciones basadas en el aluminio como el titanio-aluminio para mitigar estos problemas. El titanio por sí solo era demasiado caro para los aviones (aunque la Fuerza Aérea de los Estados Unidos lo usaba para aviones espías), pero mezclado con el aluminio más convencional resultó ser un compromiso útil.

El aluminio y sus aleaciones permitieron la creación del avión a reacción. Foto: Boeing

Un error común es que los aviones utilizan los mismos materiales que los barcos y los rascacielos, a saber, el acero. Los aviones no están hechos de acero o hierro, aunque los aviones modernos contienen algunos elementos traza de ambos. Estos materiales, aunque son mucho más fuertes, no son adecuados para el vuelo, ya que se someten a altas temperaturas (gracias a la resistencia del aire) y son demasiado pesados.

¿Cuál es el futuro de los materiales aeroespaciales?

Los aviones de la generación actual como el Boeing 787 y el Airbus A350 están construidos con un nuevo tipo de material llamado compuesto. Esta mezcla de materiales tiene muchas ventajas, como ser más ligera que el aluminio, y tiene una estructura simple que no fatiga ni corroe a los elementos.

Por ejemplo, la estructura del Boeing 787 es:

  • 50% compuesto – Carbono, fibra de vidrio y otros materiales más ligeros que el aluminio
  • 20% de aluminio
  • 15% de titanio
  • 10% de acero
  • 5% otros materiales de rastro

Una ventaja añadida es que una estructura compuesta puede moldearse en cualquier forma.

El Boeing 787 Dreamliner es 50% compuesto, reduciendo su peso total en un promedio de 20%.

Por ejemplo, Boeing construyó el fuselaje del 787 como múltiples piezas de cañón, a diferencia de muchos paneles de aluminio más pequeños que necesitan ser conectados más tarde. Este marco más robusto de compuestos permite una mejor presurización y aberturas más amplias para las ventanas.

En el futuro, la industria de la aviación está buscando materiales como polímeros y cerámicas que son aún más ligeros y tienen una increíble resistencia a la tracción. También podemos ver aviones construidos completamente con materiales compuestos (como la Fuerza Aérea de los Estados Unidos con el bombardero sigiloso B-2) y eliminar los elementos del pasado. Como nos despedimos de la madera y el cordel, un día podremos despedirnos del aluminio.

Fuente: Simple Flying

Un comentario sobre “¿Por qué los aviones están hechos de aluminio y compuestos?

  • el 05/08/2021 a las 11:45
    Permalink

    Muchas gracias por compartir este dato tan curioso. Sin duda el aluminio es un material muy resistente, un saludo

    Respuesta

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.