Winglets, el dispositivo que seguro desconocías

Si has tomado algún avión y te tocó ventanilla, habrás advertido como la punta de las alas de los aviones, no son como recordabas, al encontrar unos dispositivos que estilizan el extremo con algo llamado Winglet. Desde Dronica, hoy nos gustaría hablar de ello. Seguro que desconocías su utilidad, y que no tienen nada que ver con lo estético o moderno del avión que tomas.

Estos dispositivos de forma genérica se llaman Winglets, Boeing le dio este nombre aunque dependiendo del fabricante pueden tener otro. Airbus les llama Sharklets, y son unas extensiones de la punta del ala, que no siempre estuvieron ahí.

Estas sencillas piezas, tienen como principal objetivo reducir la resistencia inducida y proporcionar ciertas mejoras adicionales. Por consiguiente, ayudan al piloto en todas las operaciones de vuelo.

Este dispositivo tan sencillo, y como veras en el video, tuvo su origen en la crisis del petróleo de los 70 donde surgieron iniciativas para lograr un ahorro de combustible en los aviones. Este dispositivo no era nuevo, y existen referencias de estudios en 1897 y especialmente en la WWII, pero fue un ingeniero de la NASA, el  Sr R. T. Whitcomb quien presentó un estudio científico en el que indicaba que la instalación de estos dispositivos en los aviones, suponía una mejora en vuelo y de la eficiencia del combustible. Que era justo lo que se buscaba. Pero desgraciadamente, el sector no fue tan ágil en tomar su estudio en serio, y tuvieron que pasar casi 3 décadas para que se hiciera posible su instalación. Y presta atención a todas las ventajas que supone el winglet:

• • Mejora de la pendiente de ascenso
  • Mejora de potencia de ascenso en un 3%
  • Ahorro de combustible hasta en un 6%
  • Reducción de la huella de ruido del 6,5%
  • Reducción de las emisiones de CO2 en un 5%
  • Mejora del performance de altura de crucero

Como habrás visto en el video, las aves vuelven servir de ejemplo como soluciones a problemas de la física y si las observamos, veremos cómo varían la geometría de sus alas, para posarse sobre el nido. Pues de igual modo, lo realizan los aviones con sistemas hipersustentadores como son los flaps.

En el caso de los Winglets, las aves también disponen algo parecido y es que dejan asomar y levantar unas plumas en los extremos cuando lo necesitan. Actualmente algunos fabricantes, trabajan, en que estos dispositivos no sean fijos y varíen en función de las necesidades de la operación. Pero por ahora, los costes mandan y se instalan los más eficientes. Ya que introducir elementos móviles encarece su instalación y mantenimiento. Piensa que solo para la instalación de los Winglets, es necesario introducir refuerzos en las alas.

Los diseños más avanzados, pasan por piezas cuya forma se puede modificar aplicando una corriente eléctrica e incluso calor, en este segundo caso recuperan su forma original al variar la temperatura ambiente. Como decía, para las compañías todavía no es el momento de instalar estos sistemas.

Entonces, por ahora nos quedaremos con el sistema clásico que según el fabricante y su forma, se pueden denominar así:

• Convencional de MD (McDonnell Douglas ahora Boeing)
• Elíptico de Boeing
• Windfence o de valla de Airbus
• Barrido de Airbus

Funcionamiento

En primer lugar, es necesario conocer cómo funciona el principio de sustentación del ala.

En cualquier avión en movimiento, actúan 4 fuerzas:

1. Empuje (el generado por los motores)
2. Peso (con vector vertical)
3. Resistencia aerodinámica (el de la propia aeronave)
4. Sustentación

A dia de hoy, todavía me sigue sorprendiendo el hecho de que una aeronave de mayor o menor envergadura sea capaz de volar, pero la teoría dice básicamente, que un avión vuela por una diferencia de presión entre la parte superior del ala y su inferior. La segunda ecuación de Newton viene a decir, que los fluidos se mueven pasando de zonas de mayor presión, a zonas de menor presión. Por tanto, las partículas fluidas de los extremos del ala tienden a pasar del intradós (cara inferior) al extradós (cara superior). Debido a la diferencia de presiones, y esas dos corrientes que se vuelven a unir en el extremo, es lo que da lugar a los torbellinos que aumentan la resistencia y por tanto el consumo de los motores. Ese vórtice, genera una resistencia y un flujo de corriente que el winglet trata de minimizar.

Foto que reproduce el vórtice y dirección de un avión sin winglet.

En definitiva, los Winglets modelan la distribución de sustentación en los extremos del ala, disminuyendo la intensidad de los torbellinos que se forman detrás, y reduciendo de esta forma la resistencia aerodinámica inducida.

Seguro, que ahora te fijaras mas.

Jesus Sepulveda