Un grupo de ingenieros en Dinamarca han desarrollado una herramienta controlada por un “superordenador” capaz de optimizar la estructura interna del ala de un avión con un nivel de detalle tridimensional sin precedentes, según revela un estudio que publica la revista <a href="https://www.nature.com/articles/nature23911" title="Nature" alt="Nature" target="_blank">Nature</a>.
El proyecto, liderado por el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica de Dinamarca, saca provecho de una técnica de ingeniería conocida como "morfogénesis computacional", explican los autores.
Gracias a este procedimiento, el ingeniero al frente de este proyecto, Niels Aage, y sus colegas han creado una herramienta morfogénica controlada por una "supercomputadora" que produce diseños con una resolución de giga-voxels, es decir, de más de mil millones de voxels (píxels tridimensionales).
Este nivel de detalle es mucho más alto que el que ofrece cualquier técnica actual, que no superan una resolución de cinco millones de vóxeles, y permite, en consecuencia, mejorar la distribución de materiales.
La "morfogénesis computacional", señalan, permite determinar la disponibilidad de los mejores diseños y la distribución de materiales para lograr objetivos específicos, como potenciar el rendimiento o minimizar el peso y los costes económicos.
Dentro de este campo, la "optimización topológica" implica la redistribución de materiales de acuerdo con un dominio de diseño predeterminado, el cual se asemeja, dicen, al proceso de crecimiento natural de los huesos en seres vivos.
AUTOMOCIÓN Y AERONÁUTICA
Entre otras industrias, recuerdan, la "optimización topológica" tradicional ha estado presente en la automoción y la aeronáutica, aunque debido a su limitada resolución solo sirve para el diseño de componentes y estructuras simples.
Para demostrar el funcionamiento de esta nueva herramienta, los expertos la aplicaron al diseño de la estructura interna del ala de un avión responsable del transporte de carga.
El diseño resultante optimizado era capaz de producir un ahorro del peso de entre un 2 y un 5% respecto a los modelos tradicionales, lo que se tradujo en una rebaja de entre 200 y 500 kilogramos por ala. Con menos peso en las alas, cada avión podría reducir su factura anual de combustible en entre 40 y 200 toneladas.
Los autores reconocen que todavía no es posible fabricar este diseño, pero confían en que sirva como punto de partida para el desarrollo en el futuro de otras estructuras de ingeniería, como aspas de turbinas, torres eléctricas o puentes.
