10 Tendencias Tecnológicas Aeroespaciales de Vanguardia que Moldean el Futuro del Espacio

Se estima que la economía espacial global superará los 1 billón de dólares en ingresos para 2040, abarcando una amplia gama de actividades de investigación, exploración y utilización del espacio. Con tantas facetas en la industria aeroespacial —y miles de millones de dólares respaldándolas— existen numerosas oportunidades de crecimiento e innovación. Siga leyendo para descubrir 10 tendencias tecnológicas aeroespaciales que marcarán los próximos años.

Enlaces Rápidos:

• ¿Qué es la Tecnología Aeroespacial?
• Panorama Actual de la Industria Aeroespacial
• 10 Tendencias Tecnológicas en Ingeniería Aeroespacial para Seguir
• ¡El Futuro de la Aeroespacial ya está Aquí!

¿Qué es la Tecnología Aeroespacial?

El término aeroespacial engloba colectivamente la atmósfera y el espacio exterior; es una industria diversa con multitud de aplicaciones comerciales, industriales y militares. La ingeniería aeroespacial comprende la aeronáutica y la astronáutica, y la investigación, diseño, producción, operación o mantenimiento de aeronaves y naves espaciales implica el trabajo de numerosas organizaciones.

La tecnología aeroespacial, por tanto, se refiere a la construcción, prueba y mantenimiento de aeronaves y vehículos espaciales. Los técnicos pueden participar en el ensamblaje, servicio, prueba, operación y reparación de sistemas asociados a vehículos de lanzamiento espacial fiables y reutilizables y equipos de apoyo en tierra relacionados.

Panorama Actual de la Industria Aeroespacial

Una de las industrias más afectadas por la pandemia fue la de los viajes aéreos comerciales y de negocios; de hecho, 2020 se clasificó como el peor año de la historia en demanda de viajes aéreos. Sin embargo, con la amplia disponibilidad de vacunas y la relajación de las restricciones por COVID-19, el 60% de los estadounidenses afirma que planea viajar más en 2021 que en 2019. A pesar de este aumento estimado en los viajes aéreos globales, es probable que los patrones de comportamiento de los consumidores hayan cambiado a raíz de la pandemia; por ejemplo, actualmente hay un mayor enfoque en vuelos de corto recorrido y nacionales en lugar de vuelos internacionales más largos.

Por otro lado, y a pesar de la pandemia en curso, los lanzamientos espaciales en la primera mitad de 2020 se mantuvieron mayormente a la par con años anteriores; los 41 lanzamientos exitosos estuvieron solo ligeramente por debajo del promedio de cinco años de 43 lanzamientos exitosos. A medida que la financiación continúa aumentando y los costos disminuyen, la industria espacial probablemente experimentará mayores oportunidades, principalmente en el acceso a internet de banda ancha por satélite. En 2020, las inversiones espaciales se mantuvieron fuertes en 25.600 millones de dólares, y se espera que el impulso de inversión se mantenga sólido en 2021 también.

En general, la industria aeroespacial se está recuperando lenta pero seguramente del parón literal y metafórico de 2020.

10 Tendencias Tecnológicas en Ingeniería Aeroespacial para Seguir

Con la industria aeroespacial mejorando continuamente, aquí presentamos diez tendencias tecnológicas en ingeniería aeroespacial para tener en su radar.

1. Aeronaves de Cero Combustible

Airbus reveló recientemente tres conceptos para el primer avión comercial de cero emisiones propulsado por hidrógeno, que podrían entrar en servicio para 2035. Cada concepto representa un enfoque diferente para lograr el vuelo de cero emisiones al explorar diversas vías tecnológicas y configuraciones aerodinámicas para respaldar su ambición de ser pioneros en la descarbonización de toda la industria de la aviación. Todos los conceptos presentados por Airbus dependen del hidrógeno como fuente de energía principal —una opción que consideran excepcionalmente prometedora como combustible de aviación limpio y que probablemente sea una solución para que la industria aeroespacial —y muchas otras— cumplan sus objetivos de neutralidad climática.

2. Monitorización de la Salud Estructural (SHM)

La monitorización de la salud estructural implica la observación y análisis de un sistema a lo largo del tiempo mediante mediciones de respuesta muestreadas periódicamente para vigilar cambios en las propiedades materiales y geométricas de estructuras de ingeniería como puentes, aviones y edificios. Los accidentes aéreos que involucran fallos catastróficos por fatiga tienen el potencial de causar una pérdida significativa de vidas, lo que hace que la innovación en esta rama de la industria aeroespacial sea tan importante.

La base de la monitorización de la salud estructural es la capacidad de vigilar estructuras utilizando sensores de evaluación no destructiva (END) integrados o adheridos y utilizar los datos para evaluar el estado de la estructura. En los últimos diez años, los investigadores han logrado avances significativos en el desarrollo de sensores END para SHM, y han desarrollado el hardware y software necesarios para el análisis y comunicación de los resultados. Los sensores SHM END que han alcanzado cierto grado de madurez y pueden monitorizar áreas significativamente grandes de estructuras incluyen fibra óptica, ultrasonidos activos y emisión acústica pasiva.

Además, el hardware computacional emergente de bajo costo, como las unidades de procesamiento gráfico (GPU), está permitiendo el uso creciente de modelos avanzados basados en física para inspecciones END mejoradas y métodos avanzados de análisis de datos como el aprendizaje automático. Esto es particularmente relevante para la NASA, por ejemplo, ya que se necesitan nuevas herramientas para apoyar vuelos espaciales de larga duración.

3. Materiales Avanzados

Los materiales innovadores pueden utilizarse en una amplia variedad de áreas —desde aviones más ligeros y ágiles y sistemas hipersónicos emergentes, hasta equipos de protección personal y cualquier lugar donde se puedan reducir riesgos o daños. Se espera que el progreso en el desarrollo de materiales avanzados aborde la integración de funciones como la recolección de energía, camuflaje, monitorización estructural y de salud personal. Por ejemplo, el grafeno es un material basado en carbono de apenas un átomo de espesor que puede usarse para fabricar baterías ligeras, duraderas y aplicables en almacenamiento de energía de alta capacidad —además, se cargan más rápido que una batería típica.

4. Automatización Inteligente y Blockchain

El blockchain, típicamente asociado con sistemas de criptomonedas, utiliza la transparencia de datos para mejorar la seguridad. El cifrado de clave pública para la seguridad de datos a nivel de registro y una mayor resiliencia de la red son posibles gracias a la ausencia de un único punto de fallo. Además, los derechos de acceso y la gestión de autorizaciones pueden automatizarse, liberando recursos para abordar otras medidas o preocupaciones de seguridad.

¿Cómo funciona? En lugar de esfuerzos significativos para mover componentes, equipos y sistemas a lo largo de la cadena de valor, el blockchain puede organizar el intercambio de participantes internos y externos de la cadena de suministro hasta el cliente final. Ofrece un registro seguro, auditable, rastreable y compartible a través de una población distribuida. Un consenso entre el socio fabricante y su cliente puede alcanzarse rápidamente mediante un libro mayor blockchain compartido, ya que deja un historial claro e inmutable del diseño, todos sus cambios, resultados de pruebas, un registro de certificación del origen de todos los componentes y más.

5. Fabricación Aditiva (Impresión 3D)

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, ha demostrado ser una excelente solución de fabricación para producir componentes y piezas que utilizan significativamente menos material que otras piezas fabricadas tradicionalmente de forma comparable. Dado que el material puede usarse para crear un artículo mediante fabricación aditiva, se pueden construir formas geométricas extremadamente complejas que tienen gran resistencia a pesar de la densidad reducida del material utilizado.

Reducir el peso es primordial para la industria de tecnología aeroespacial debido al aumento del rendimiento en áreas de velocidad, capacidad, consumo de combustible, emisiones y más. Esta realización está llevando a la industria aeroespacial y de defensa a buscar aplicaciones de impresión 3D en sus productos más nuevos, desde estructuras de asientos hasta conductos de aire.

6. Vuelos Supersónicos

El vuelo supersónico ocurre cuando una aeronave viaja más rápido que la velocidad del sonido. La aerolínea estadounidense United ha anunciado planes para comprar 15 nuevos aviones supersónicos y "devolver las velocidades supersónicas a la aviación" en 2029. ¿Le suenan los vuelos supersónicos? Estos vuelos de pasajeros terminaron en 2003 cuando Air France y British Airways retiraron el Concorde.

El nuevo avión Overture será producido por una empresa con sede en Denver llamada Boom, que aún no ha realizado pruebas de vuelo de un jet supersónico. El acuerdo de United es condicional a que la nueva aeronave cumpla con los estándares de seguridad y las preocupaciones sobre contaminación acústica.

7. Cadenas de Suministro A&D Más Resilientes y Dinámicas

La menor demanda de aviones y las restricciones en el movimiento de personas y bienes debido a la pandemia provocaron el colapso de muchas cadenas de suministro esenciales aeroespaciales y de defensa (A&D). Esto ha impactado especialmente a proveedores más pequeños, particularmente aquellos con gran exposición a la aviación comercial y el negocio de posventa.

En 2021, el enfoque de la industria probablemente se centrará en transformar las cadenas de suministro en redes más resilientes y dinámicas, lo que podría lograrse mediante estrategias como la relocalización (on-shoring), integración vertical y mayores defensas cibernéticas. Para fortalecer aún más las cadenas de suministro, los OEM y proveedores deberían aprovechar herramientas digitales, incluyendo la automatización de procesos internos y la optimización de flujos de trabajo, la implementación de sistemas de gestión inteligentes y el uso de análisis de datos. En una encuesta reciente de Deloitte, el 72% de los ejecutivos de la industria dijeron que están invirtiendo en ecosistemas de cadena de suministro para aprovechar socios de alianzas externas.

8. Uso del Internet de las Cosas (IoT) para Anticipar Problemas de Mantenimiento

Las empresas de mantenimiento y reparación de aeronaves utilizan ampliamente la tecnología del Internet de las Cosas para el mantenimiento predictivo de piezas y equipos. Una solución de mantenimiento predictivo basada en IoT puede ayudar a predecir daños potenciales, por ejemplo, recopilando datos de sensores ultrasónicos y de vibración conectados al husillo de una máquina CNC. El análisis de los datos recopilados ayuda a identificar husillos y herramientas frágiles antes de que se rompan. La tecnología IoT se usa para enviar datos críticos de motores, flaps de ala, válvulas de sangrado y tren de aterrizaje a los técnicos para mantenimiento preventivo. Estos datos ayudan a los técnicos a crear programas de mantenimiento, adquirir piezas y programar trabajadores relevantes para reparar equipos.

9. Inteligencia Artificial (IA)

La industria de tecnología aeroespacial también se beneficia de la inteligencia artificial y el uso de aprendizaje automático o activo en investigación y educación. El aprendizaje automático ofrece la capacidad de obtener nuevos conocimientos sobre materiales al emplear IA para descubrir nuevos patrones y relaciones en los datos. La IA puede manejar problemas mucho más complejos que los humanos y puede ejecutar miles de resultados en momentos, comparado con el tiempo que tarda el cerebro humano en procesar la información.

Por ejemplo, para crear la próxima generación de tecnología, investigadores del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. (AFRL) están utilizando aprendizaje automático, IA y sistemas autónomos para aumentar exponencialmente la velocidad de descubrimiento de materiales y reducir el costo de la tecnología.

10. Sistemas de Vuelo Autónomos

La implementación de tecnologías autónomas ha sido una tendencia creciente en varias industrias, y la aeroespacial no es la excepción. Gran parte de esto se ha centrado en aumentar los vuelos autónomos, con el objetivo final de lanzar vuelos totalmente sin tripulación humana. Aunque esto aún puede estar a varios años de distancia, las inversiones e innovaciones consistentemente se orientarán hacia esto en los próximos años. Podríamos ver aviones reducidos a un solo piloto y posteriormente operados autónomamente en los próximos años. Esto ya ha ocurrido con drones, aunque esta tecnología obviamente necesitará escalarse antes de estar lista para aviones de pasajeros y viajes más largos.

¡El Futuro de la Aeroespacial ya está Aquí!

Tecnologías innovadoras y procesos de fabricación se desarrollan de forma aparentemente constante, y los fabricantes pequeños y medianos están cosechando los beneficios mientras las empresas aeroespaciales buscan proveedores especializados para expandir su cadena de suministro. Mantenerse al día con las últimas tendencias puede ayudar a su negocio de fabricación a aprovechar todo lo que la industria aeroespacial tiene para ofrecer.

Con la industria aeroespacial actual tan compleja y vulnerable como siempre, contar con consultoría experta es esencial. ¡Contacte a CMTC hoy para ver cómo podemos ayudar a optimizar sus operaciones de tecnología aeroespacial!