Drones, simuladores, materiales y ensayos, innovación andaluza en el sector aeroespacial

Imagen del interior de CATEC / CATEC

El sector aeroespacial, impulsado por la innovación, está alcanzado un notable auge de su actividad y desarrollo. En España, según un estudio publicado por la empresa DVK, especializada en la elaboración de estudios sectoriales, el volumen de negocio registró al cierre de 2014 un crecimiento de alrededor del 7%, hasta alcanzar los 8.900 millones de euros, el doble que siete años antes.

Por su parte, en Andalucía, el último Informe Estadístico del Sector Aeroespacial, elaborado por la Fundación Hélice y correspondiente a 2013, recoge que se facturaron 2.060 millones de euros, casi un 11% más que el ejercicio anterior. Lo que representa ya el 1,49% del Producto Interior Bruto (PIB) global andaluz y el 19% del PIB industrial manufacturero de la región, llegando casi a igualar a las exportaciones de aceite de oliva en volumen de facturación.

Estos datos que ponen de relieve el repunte del polo aeronáutico andaluz, fruto de la inversión en I+D+i, que lo colocan como segunda región a nivel nacional y una de las más importantes de Europa. Detrás de los resultados están las empresas y centros de investigación que han aumentado su capacidad, especialmente en el desarrollo de nuevas tecnologías, para participar en programas internacionales y grandes proyectos.

Es el caso del Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales (CATEC), con sede en Sevilla y gestionada por la Fundación Andaluza para el Desarrollo Aeroespacial (FADA), cuyo fin es la mejora de la competitividad de las empresas del sector, mediante el impulso de la creación de conocimiento y la innovación tecnológica. Para alcanzar este objetivo, las distintas áreas de investigación y desarrollo en las que trabaja el CATEC desde que empezó a funcionar en 2008 llegan en muchas ocasiones a establecer sinergias y puentes de colaboración para obtener resultados punteros, como sucede con los proyectos que dirigen los investigadores Fernando Lasagni y Antidio Viguria.

Fernando Lasagni y Antidio Viguria en el Industry Space Days organizado por la Agencia Espacial Europea en Holanda.

Lasagni, responsable del área de Materiales y Procesos, y Viguria, de Aviónica y Sistemas, han desarrollado juntos UAVs (vehículos aéreos no tripulados, también conocidos como drones) que, equipados con una cámara termográfica y otra convencional, permiten realizar inspecciones en aerogeneradores (molinos de viento para la producción eléctrica). De esta manera, un dron en vuelo capta con su cámara el estado del aerogenerador, mientras los operarios lo visualizan desde tierra a través de una pantalla, sin necesidad de ascender los hasta más de 100 metros de altura que pueden llegar a tener algunos de estos molinos.

“Hasta ahora se recurría a grandes grúas, cuyo traslado a veces es complicado según el terreno, o a los llamados ‘hombres araña’, que trepan por los aerogeneradores”, comenta Fernando Lasagni, quien además asegura que son “uno de los primeros centros en Europa” en emplear drones equipados con tecnología de alto nivel, incluyendo hardware y software para esta práctica.

Tecnologías que ahorran tiempo y dinero

“Nuestro objetivo es desarrollar tecnología que se pueda aplicar rápidamente a la industria reduciendo costes y tiempo”, una máxima que en el área de Materiales y Procesos que él dirige aplican también en el campo de los ensayos no destructivos. Se trata de técnicas de inspección que permiten determinar si una pieza o componente de un vehículo aeroespacial ha sufrido algún deterioro, sin alterar su estado. “Es muy importante en el sector aeroespacial porque todo componente debe ser revisado para asegurar que esté libre de defectos producidos durante su fabricación o en servicio”, afirma el investigador.

Estos ensayos no destructivos siguen distintas líneas de investigación en el CATEC. Una está dirigida a mejorar mediante la innovación los actuales sistemas certificados de inspección que emplean ultrasonidos (ondas acústicas). En otra, se trabaja en la búsqueda de otros métodos, aún no certificados, pero más rápidos y efectivos, como es el caso del empleo de la termografía infrarroja: “Esta permite medir el perfil de temperatura que puede tener una pieza, de tal manera que cuando esta se calienta, si hay algún defecto, se traslada a la superficie como un punto caliente o frío. Así se detectan los posibles fallos invirtiendo menos tiempo y abaratando los costes de inspección”, explica Lasagni y añade que en esta aplicación tecnológica “somos líderes en España y ocupamos un lugar destacado en Europa”.

En una tercera línea, tratan de aplicar la Tomografía Axial Computarizada (TAC o escáner), “que es similar a la que se utilizaría con un paciente, pero en este caso aplicada a la evaluación de estructuras y materiales, obteniendo imágenes de alta resolución (a nivel de micrones, la millonésima parte de un metro) que no se consiguen con otras tecnologías”.

Finalmente, también realizan labores de monitorización de vida estructural aplicado a los materiales compuestos, “mediante el uso de fibra óptica somos capaces de registrar el estado estructural de un componente en servicio, o durante los ensayos de validación de los mismos” comenta Lasagni.

El área de Materiales y Procesos del CATEC ­–donde además se realizan tareas de fabricación aditiva (o impresión 3D), ensayos mecánicos y ambientales, como de vida altamente acelerada, para la detección de límites de operación y fallo de componentes– trabaja para clientes como AIRBUS DEFENCE & SPACE, TECNATOM, CT-INGENIEROS, ESA (European Space Agency) APPLUS, ALESTIS AEROSPACE, AERNNOVA y CESA, entre otros.

Un Sistema No Tripulado adaptado para la inspección no destructiva de aerogeneradores / CATEC

Especializados en simulación

Por su parte, el área de Aviónica y Sistemas, que dirige Antidio Viguria, desarrolla tecnologías (hardware y software) aplicable a aeronaves tanto tripuladas como no tripuladas, en áreas tan diversas como por ejemplo, el guiado, la navegación, los sistemas de comunicaciones o los simuladores, junto a otras. En este último campo, el de las simulaciones, las líneas de especialización son amplias.

El CATEC realiza simulaciones de entrenamiento para tripulación, “para preparar a los pilotos ante situaciones complejas, por ejemplo, de poca visibilidad, de mucho viento, aproximaciones, despegues, aterrizajes, etc.”, apunta Viguria. Muestra de ello es el proyecto SEILAF (Sistema de Entrenamiento Integrado en la lucha Antiincendios Forestales), liderado industrialmente por INDRA y FAASA y desarrollado en colaboración con CITIC (Centro Andaluz de Innovación y Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) y la Universidad de Córdoba. Se trata del primer simulador del mundo concebido para la formación y capacitación en el ámbito de la lucha contra el fuego. Esta novedosa plataforma tecnológica permite, a través de la simulación, el entrenamiento y la capacitación de los profesionales que intervienen en un incendio forestal.

Pionero también es el proyecto SIMSART (‘Simulador para formación y entrenamiento de Sistemas de Aeronaves Remotamente Tripuladas altamente interoperable’), que el CATEC desarrolla de la mano de NADS, USOL (Unmanned Solutions) y la Universidad Politécnica de Madrid, consistente en una nueva generación de simuladores destinados a formar a los operadores de aeronaves controladas remotamente, conocidas como RPAS (Remotely Piloted Aircraft), similares a los drones.  Destaca Antidio Viguria que se trata de “un mercado nuevo, en auge, que actualmente no existe. Al igual que ocurre en el entrenamiento de los pilotos, es un entorno de formación eficiente porque se consigue aumentar la seguridad y reducir los costes en horas de vuelo”.

Los investigadores trabajan también en sistemas de simulación para ingeniería. “Se trata de determinar las capacidades de simulación que necesitas para poder desarrollar algoritmos o funcionalidades complejas como pueden ser el aterrizaje en condiciones críticas. Hay que validar la implementación de estas funcionalidades antes de probarlas en vuelo”, subraya Viguria. Asimismo, para la gestión del tráfico aéreo o situaciones en las que intervienen múltiples aeronaves, se están desarrollando simuladores específicos.

Una tecnología que están poniendo en práctica en el proyecto Ec-Safemobil, coordinado por CATEC y en el que participan un consorcio de entidades europeas formado por INDRA, la Universidad de Sevilla, Selex Galileo, DLR, Eads Astrium, Euroimpianti, la Universidad de Duisburg-Essen y la Universidad de Zagreb. En él, se busca el desarrollo de tecnologías para sistemas aéreos no tripulados y  se están probando algoritmos tanto para entrenar el aterrizaje en plataformas móviles, como para la simulación de sistemas multivehículo, como en el caso de seguimiento de varios vehículos terrestres empleando múltiples sistemas aéreos no tripulados con capacidad para evitar colisiones.

Los numerosos proyectos en los que está inmerso actualmente el CATEC, aún solo centrando el foco en los campos de la simulación y los ensayos no destructivos, revelan el buen momento de la ingeniería aeroespacial, que tiene por delante un largo camino de posibilidades para la innovación y el desarrollo que no ha hecho más que empezar a andar, consolidando a este sector como una apuesta firme de futuro.