Ayudando a la industria de la aviación a diseñar aeromotores más limpios

La industria de la aviación es un gran consumidor de combustibles fósiles y actualmente necesita cientos de miles de millones de litros de combustible cada año. Por tanto, existe la necesidad de desarrollar motores de aeronaves más eficientes, no sólo para reducir costes sino también para disminuir la dependencia de los combustibles fósiles y reducir los efectos negativos de las emisiones al medio ambiente y la salud humana. Estos aspectos han motivado un gran esfuerzo por mejorar y optimizar las tecnologías de combustión actuales para aeronaves de emisiones ultrabajas.

ESTiMatE (Emisiones SooT Model), un proyecto de investigación coordinado por el Barcelona Supercomputing Center y financiado por la Empresa Conjunta Clean Sky 2 de la Comisión Europea, contribuye a la industria de la aviación para profundizar en la comprensión de los procesos fundamentales involucrados en la formación de hollín y al desarrollar modelos predictivos para pruebas y diseño virtuales de motores aeronáuticos. Los socios académicos trabajan en estrecha colaboración con el fabricante de motores aeronáuticos Rolls Royce para garantizar que los avances del proyecto puedan beneficiar directamente a la industria de la aviación.

ESTiMatE ha desarrollado una metodología conjunta utilizando experimentos avanzados y simulaciones por ordenador para predecir la formación y el crecimiento de partículas de hollín. Primero, el proyecto investigó cómo diferentes factores, como la temperatura, la presión y la composición del combustible, pueden afectar a la formación de hollín para el Jet A-1, un combustible tipo queroseno que se usa en la aviación civil. Después, se desarrollaron modelos predictivos en uso de datos experimentales y numéricos de simulaciones de alta fidelidad. El objetivo consistía en evaluar las capacidades predictivas de las distintas metodologías. A medida que el proyecto llega a su fin, los investigadores de ESTiMatE se complacen en anunciar que han tenido éxito en el desarrollo y validación de estos modelos predictivos para la formación de hollín, que ahora deberían estar preparados para probarse en condiciones más realistas.

"El trabajo realizado en ESTiMatE es importante en el proceso de optimización y diseño de motores aeronáuticos", dijo el dr. Daniel Mira, coordinador del proyecto y líder del equipo del Grupo de Tecnologías de Propulsión en el Centro de Supercomputación de Barcelona. “Los combustibles tradicionales como el Jet A-1 producen una gran cantidad de hollín cuando se queman. Queremos comprender cómo funcionan estos combustibles en diferentes condiciones de presión y temperatura para desarrollar estrategias eficientes de mitigación de la formación de hollín. Por supuesto, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que la industria de la aviación pueda desarrollar motores con cero emisiones, pero nos complace contribuir a este objetivo con conocimientos fundamentales y modelos de emisiones avanzados que pueden apoyar a los diseños de motores de próxima generación”.