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Universitarios de Terrassa construyen un pequeño avión propulsado por energía solar

Transformar un planeador a escala en el prototipo Solar Endeavour, un avión propulsado exclusivamente por energía solar fotovoltaica. Este es el reto de siete estudiantes de la asociación Trencalòs Team, de la Escuela Técnica Superior de Ingenierias Industrial y Aeronáutica de Terrassa (ETSEIAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). El objetivo final del proyecto es mantener el vuelo de crucero de la aeronave el máximo de tiempo posible.


En febrero de 2010 este grupo de estudiantes compraron un avión comercial a escala y empezaron a someterlo a las modificaciones técnicas necesarias para convertirlo en un avión solar, que estará propulsado exclusivamente por la energía del sol; unas modificaciones complejas que combinan la interacción de la aerodinámica, la electrónica y la electricidad generada por la energía solar fotovoltaica.

Las dos principales dificultades a las que se enfrentan los creadores del proyecto son la incorporación de las células solares a las alas del avión y el diseño del Sistema de Gestión de Energía (SGE) que garantice la autonomía de vuelo. Las células solares más óptimas que tienen que utilizar son muy frágiles: tienen que ser muy ligeras y flexibles y se tienen que poder adaptar a la curvatura de las alas como si fueran parte de un mismo elemento. Los estudiantes del Solar Endeavour han podido cortar las células con láser para fibras de gran precisión gracias a la colaboración de la empresa ROFIN Iberia.

El reto: crear tecnología propia

La tecnología para incorporar las células solares a las alas del avión existe, y ya se ha conseguido implementar en otros proyectos en diferentes lugares del mundo, como por ejemplo en el ‘Solar Impulse’, un avión solar construido por el suizo Berttrand Piccard, que pretende dar la vuelta al mundo; o bien el ‘Zephyr-6’, un prototipo británico que ostenta el récord mundial de permanencia en vuelo. También se ha aplicado en el avión solar que se está desarrollando en el Instituto Tecnológico de Energías Renovables (ITER) en Tenerife. Los autores de estos proyectos no han hecho públicos sus secretos tecnológicos, por lo que los estudiantes de la ETSEIAT de la UPC tienen que investigar y crear su propia tecnología para conseguirlo.

Lo mismo sucede con el Sistema de Gestión de Energía (SGE), que también será de creación propia. El SGE es el corazón del avión y debe permitir distribuir la energía a partir de su almacenamiento en pilas de litio, empleando componentes electrónicos que tienen que interactuar de manera precisa para poder garantizar que el motor del avión funcione correctamente en cualquier condición atmosférica, incluso con falta de sol. 

Además, el Solar Endeavour contará con un complejo sistema de telemetría y control remoto para poder dirigir con garantías el vuelo del avión.

Demostrar la efectividad de la energía solar en la aeronáutica

Las tecnologías del vuelo solar son la plataforma perfecta para aumentar las capacidades de los aviones no tripulados. De hecho, con la gran expansión que han experimentado los UAV (Unmanned Aerial Vehicles), se ha visto como las capacidades de estas aeronaves son limitadas debido a la poca autonomía que tienen. Este tipo de avión, combinado con las tecnologías del vuelo solar, tiene la capacidad de volar durante días sobre una zona, con aplicaciones como la prevención de incendios forestales, el control del tránsito, como repetidor de telecomunicaciones en zonas aisladas y en misiones científicas de observación de la Tierra.

Por otro lado, en algunos países ya se han utilizado para hacer medidas para la agricultura de precisión, captando con gran detalle el nivel de irrigación en cada zona de forma que se maximice la producción del campo consumiendo el mínimo de agua posible.

Según los estudiantes del Solar Endeavour, “coronar la meta de conseguir desarrollar un avión solar que vuele durante muchas horas demostraría, no sólo nuestra capacidad tecnológica como estudiantes de la UPC, sino la efectividad de la aplicación de la energía solar en el ámbito de la aeronáutica”.

El primer vuelo, en verano

Los miembros de Trencalòs prevén que podrán realizar el primer vuelo del avión Solar Endeavour el próximo mes de agosto. Actualmente, la aeronave ya ha realizado los primeros vuelos experimentales sin motor para validar la mecánica de vuelo del aparato, el tren de aterrizaje, los mecanismos de servocontrol y las modificaciones aerodinámicas necesarias para transformar un planeador en avión solar.

Ayuda de empresas

Para seguir adelante y conseguir su sueño, los estudiantes cuentan con la ayuda de diferentes empresas. Así, por ejemplo, GTD Sistemas de Información S.A., es la principal impulsora y patrocinadora del proyecto, y ha designado un ingeniero como tutor de la relación empresa-universidad.

El motor eléctrico que se diseña en exclusiva para Solar Endeavour es una gentileza del fabricante mejicano KOFORD Engineering LLT. Las células fotovoltaicas de alto rendimiento son proporcionadas por la empresa Heliene S.L. Finalmente, la empresa CAT UAV les provee del sistema de telemetría y control remoto, un equipo con el cual se puede pilotar un avión de estas características como si se tratara de un avión tripulado. Igualmente, el área de energía del Centro Tecnológico CTM colabora con el proyecto.

Estudiantes emprendedores y con talento

Algunos de los estudiantes del equipo que construye Solar Endeavour no se enfrentan por primera vez a un reto de estas características. De hecho, Solar Endeavour se enmarca en las actividades del equipo Trencalòs, formado en 2006 para construir un avión, desde la estructura hasta el sistema de propulsión. El prototipo Trencalós, que dio nombre a la asociación, volaba con una carga seis veces superior a su propio peso. Este prototipo participó en 2007 y al 2009 en diferentes competiciones universitarias internacionales, y consiguió muy buenos resultados.

El programa INSPIRE

De hecho, el proyecto Solar Endeavour se enmarca dentro del programa INSPIRE de la ETSEIAT, que tiene como objetivo promover el talento y el emprendimiento entre el estudiantado a través del desarrollo de proyectos reales y multidisciplinarios de base tecnológica.

Los estudiantes de Trencalòs que participan en el Solar Endeavour son Joaquim Crees, Carles Felip, Josep Fernández, Marta Marimon, Ignacio Pedrosa, Arnau Pons y Xavier Serena.

La evolución del proyecto, en Internet

Los estudiantes del Solar Endeavour quieren difundir de manera progresiva las evoluciones del proyecto. Informarán de todas las novedades hasta llegar al primer vuelo, incluyendo fotografías, texto y vídeos en el blog Arcitec, el blog de la investigación más joven de la Universitat Politècnica de Catalunya http://arcitec.blog.upc.edu/.

Foto: Universidad Politécnica de Cataluña