Una herramienta de predicción de rayos podría ayudar a proteger a los aviones en el futuro

Un nuevo enfoque basado en la física predice cómo un rayo atravesaría un avión con cualquier diseño o tecnología: luego, la herramienta genera un mapa de zonificación que resalta secciones de una aeronave que requerirían varios grados de protección contra rayos, dada la probabilidad de experimentar un impacto. En conjunto, la tecnología reduciría notablemente los riesgos del impacto de rayos sobre aviones, que son más comunes de lo pensado habitualmente.

Alrededor de 70 aviones son alcanzados por rayos cada día, y aunque la mayoría de esos impactos no provoca incidentes graves gracias a las medidas de protección actuales, el auge de diseños aeronáuticos no convencionales plantea un nuevo problema: ¿cómo se puede proteger a esos nuevos aviones en sus partes más vulnerables frente a descargas eléctricas?

Los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, han desarrollado una herramienta que apunta a resolver este desafío, generando mapas que marcan las secciones de una aeronave que necesitan mayor protección contra rayos, de acuerdo a una nota de prensa. Los detalles se describen en un estudio publicado en la revista IEEE Access.

Mapas más precisos de los posibles impactos

El enfoque parte de simulaciones físicas: los especialistas modelan la aerodinámica alrededor de una geometría de avión específica y combinan esos flujos con predicciones de dónde es más probable que el rayo impacte inicialmente sobre la estructura. Sobre decenas de miles de trayectorias posibles de descarga eléctrica, el método estima cómo recorrería el rayo la superficie del fuselaje y cuánto tiempo permanecería en puntos concretos.

Posteriormente, esas métricas físicas se traducen en mapas de zonas que marcan, por ejemplo, regiones que requieren blindaje pesado, frente a otras que pueden permanecer menos reforzadas. Los autores validaron el sistema en una configuración convencional y comprobaron que las zonas obtenidas por simulación coinciden con las secciones determinadas durante décadas de inspecciones de vuelo y experiencia industrial, en las cuales suelen registrarse la mayoría de los incidentes.

Uso en distintos contextos

Esa validación sugiere que el método físico puede extenderse a la zonificación de geometrías nuevas en aviones, que carecen de historial operativo. Con una zonificación basada en la física, los equipos de diseño podrían incorporar protección eléctrica eficiente desde etapas tempranas, optimizando la distribución de materiales conductores sin añadir peso innecesario en toda la superficie. Además de agilizar los pasos para cumplir con las normativas, se ganará tiempo en el diseño operativo.

En la investigación colaboraron expertos de Boeing Research and Technology, que junto a los científicos señalaron que las técnicas físicas podrían incluso influir en futuras prácticas de certificación, y en recomendaciones industriales para aeronaves no convencionales. Además de la aviación, los métodos podrían adaptarse a otras infraestructuras afectadas por descargas, como las palas de aerogeneradores, un sector donde los daños por rayos producen importantes pérdidas económicas.