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El aluminio tiene tres excelentes propiedades en particular que lo hacen tan útil en la industria de la aviación: alta relación resistencia-peso, ductilidad y resistencia a la corrosión. Además, es amagnético. Existe una amplia gama de variaciones en las composiciones de las aleaciones de aluminio para funciones específicas en un avión.
La historia del aluminio en las aeronaves se remonta a los inicios del vuelo. El 17 de diciembre de 1903, los hermanos Wright se convirtieron en las primeras personas en volar en un avión. Para lograr esta hazaña, tuvieron que crear un motor especial hecho de aluminio en lugar de acero, como era habitual en la época. El motivo era hacer que el motor fuera lo suficientemente ligero como para emprender el vuelo. Este fue el comienzo del uso del aluminio en la aviación.
En la Primera Guerra Mundial, el aluminio empezó a constituir también el cuerpo de los aviones, sustituyendo a materiales como la madera y la lona. El primer avión totalmente metálico, el Junkers J 1, fue diseñado por el diseñador de aviones alemán Hugo Junkers en 1915, con tubos de aleación de aluminio en su estructura interna [2]. La época comprendida entre la Primera y la Segunda Guerra Mundial se conoce como la era dorada de la aviación, durante la cual el uso de aleaciones de aluminio se hizo más sofisticado, ya que los diseños surgían a un ritmo más rápido [3]. Esta nueva aplicación del aluminio hizo que la demanda se disparara y, en consecuencia, la producción de aluminio aumentara.
¿De qué metal está compuesto el avión?
El 27% de todo el aluminio consumido se produce en la industria del transporte, según Aluminum Leader. Este elemento químico del grupo del boro se caracteriza por un color blanco plateado y una textura suave y dúctil. Aunque se utiliza en muchas aplicaciones diferentes, una de las más comunes es la aeroespacial. De hecho, el aluminio es uno de los materiales más utilizados en la construcción de aviones. Entonces, ¿por qué se utiliza el aluminio para este fin en lugar del acero u otros materiales?
Algunos de los primeros aviones no eran de metal, sino de madera. Aunque era barata y fácil de conseguir, la madera tenía un grave defecto que la hacía peligrosa en los aviones: se pudría. Hubo un caso en el que un avión de pasajeros de madera se estrelló, matando a todos los que iban a bordo. Más tarde se descubrió que la causa del accidente fue la madera podrida. Esto hizo que los fabricantes eliminaran rápidamente la madera en favor del metal.
El aluminio es el material perfecto para fabricar aviones, gracias en parte a sus propiedades y características únicas. Es fuerte, ligero, predecible y barato. El acero y el hierro son más resistentes que el aluminio, pero la fuerza por sí sola no es suficiente para justificar su uso en la fabricación aeroespacial. El problema del acero y el hierro es su peso. Ambos metales son mucho más pesados que el aluminio, y un peso excesivo limita la capacidad de un avión para despegar y volar.
Material de la piel del avión
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Puede que la madera y la tela unidas con cordel fueran adecuadas para el primer vuelo a motor del mundo, pero para cuando Chuck Yeager atravesó la barrera del sonido en un avión de pruebas con motor de cohete, los ingenieros tuvieron que superar los retos de la fuerza extrema y la resistencia térmica con el uso de materiales cada vez más sofisticados.
Al pasajero moderno, sentado cómodamente en un Boeing 737, le parece increíble pensar que hace 116 años los hermanos Wright completaron el primer vuelo sostenido y controlado más pesado que el aire utilizando únicamente:
Incluso en 1903, el control de calidad se consideraba primordial para garantizar que los materiales no se rompieran con la tensión. El abeto, por ejemplo, debía ser de grano recto, sin nudos y con al menos 14 anillos anulares por pulgada. A pesar de ello, las estructuras de madera y tela se deterioraban rápidamente a la intemperie y eran difíciles de mantener.
Materiales compuestos utilizados en las alas de los aviones
¿De qué está hecho un avión? No haría justicia a los años de investigación e ingeniería sugiriendo simplemente “metal”, ni tampoco sería exacto utilizar palabras como “acero” o “hierro”, ya que están algo ausentes en la ingeniería aeroespacial. ¿Qué elementos son los más adecuados para los aviones? Exploremos.
Originalmente, los aviones se fabricaban con madera y tela. Estos materiales eran superligeros para permitir que el avión volara con la menor cantidad de energía posible. Pero a medida que las aspiraciones se disparaban (juego de palabras), los aviones debían ser más duraderos además de ligeros. Las fuerzas de tensión en las articulaciones se hacían tan fuertes a medida que aumentaba la velocidad que un avión de madera podía desmoronarse como si fuera papel maché.
Para alcanzar las velocidades necesarias para el vuelo a reacción, los aviones debían ser totalmente metálicos. El aluminio demostró tener las características adecuadas. Era duradero, ligero y relativamente barato. Además, el metal era más fácil de montar y reparar, ya que se utilizaban máquinas herramienta en lugar de sierras y hachas. Sin embargo, al igual que otros metales, presentaba riesgos como la corrosión y la fatiga por estrés, que aparecían tras unos años de funcionamiento.
