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Una flor que puede cambiar el futuro de la aviación.

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Créditos de las imagenes: Wikipedia | Teacoolish.

Nelumbo nucifera es una de las dos especies pertenecientes al género Nelumbo Adans.

Recibe el nombre popular de el loto sagrado o loto indio, flor del loto, y a veces el de rosa del Nilo.

Es una hierba acuática con rizomas gruesos, ramificados, con numerosos catafilos, profundamente enraizados en el fondo de los estanques.

Las hojas son flotantes o emergentes, peltadas, de borde frecuentemente ondulado.

Las flores de loto, ya sea por su llamativa belleza, ya sea por surgir del “fondo” de las aguas han resultado simbólicas en las religiones del Antiguo Egipto, la India y luego de la China.

Pero pasemos un momento a la aviación.

La formación del hielo en un avión se debe a la congelación de las gotas de agua interceptadas por los bordes delanteros de las alas y otras superficies expuestas.

Dos condiciones fundamentales son suficientes para ello.

1) que el avión vuele a través de agua visible en forma de lluvia o nube.

2) que la temperatura de las gotas sea por lo menos de 0º C al chocar contra el avión.

Es de notar que el agua se mantiene frecuentemente en estado líquido a temperaturas inferiores al punto de congelación, es decir, en estado de sobre fusión.

El agua así sobre-enfriada se halla en equilibrio inestable, de modo que, al ser agotada por el choque del avión, se congela.

Las mayores congelaciones tienen lugar cuando la temperatura del aire es de menos 9º C. A temperaturas más bajas, lo más probable es que las nubes se compongan de cristales de hielo, que no se adhieren al avión.

En el avión se forman dos tipos principales de hielo: el granular y el compacto.

El primero (escarcha) se presenta generalmente en aires estables, como los característicos de los estratos. Forma una superficie erizada, blanca u opaca lechosa, compuesta de gotitas de agua sobre él enfriadas.

La escarcha se deposita en los bordes delanteros de las alas y la superficie de la cola, conos de hélices, hélices y fuselaje.

A veces en las cabezas de los remaches y otras partes salientes del avión en roce con la corriente del aire. Esta clase de hielo en flota, se forma más lentamente que la compacta y puede desprenderse fácilmente por cualquier procedimiento.

La compacta adopta la forma de un revestimiento de hielo transparente o translúcido con aspecto superficial de vidrio. Se trata de un hielo idéntico al que se forma en los árboles, parabrisas de automóviles, etc., cuando hay lluvias heladas.

Generalmente aparece en las zonas de aire inestable características de los cúmulos.

Se forma cuando las gotas relativamente grandes de agua, aisladas o mezcladas con precipitaciones sólidas (nieve, cellisca o granizo) chocan con el ala.

Esto a temperaturas ligeramente inferiores a la de congelación y salpican el avión sobre el que cristalizan.

Este hielo tiende a adaptarse a la configuración de la superficie en que se deposita, constituyendo una especie de caparazón continuo, a veces difícil de percibir.

Se forma rápidamente desde los bordes principales hacia atrás y resulta difícil de desprender.

El hielo es siempre una señal de peligro, el piloto al mando de aeronave sabe que la formación de hielo en tierra es tan importante como la que puede suceder en vuelo.

Es cociente de que cualquier acumulación de nieve, hielo o escarcha sobre las alas y el fuselage transforma en peligroso el despegue que se intente en esas condiciones.

El riesgo se agrava porque en el ascenso inicial el ángulo de ataque es mayor que en el vuelo estable.

Puede darse el caso de que la pérdida de sustentación debida al hielo sea asimétrica, (mayor en un ala que en otra), dificultando el control del avión en forma de moderada a severa.

Por ello es crucialmente importante asegurarse de que la superficie superior de las alas esté libre de hielo antes de dar potencia para el decolaje.

Las finas partículas de hielo del tamaño de un grano de sal distribuídas sobre las alas pueden reducir tanto la sustentación como para impedir un decolaje.

Este es un caso típico de la operación de aeronaves en invierno.

El historial de accidentes debido al hielo estructural refiere numerosos casos, como ser: La entrada en pérdida de sustentación en el decolaje del vuelo 405 de USAir, en La Guardia, New York, el 22 Mar 1992.

El accidente por pérdida de control en el decolaje del DC-9 de Ryan International Airlines, en Cleveland, el 17 Feb 1991.

La pérdida de control a nivel de crucero del vuelo 3272 de Comair, en Monroe, Michigan, el 9 Ene 1997, que lo llevó a colisionar contra el terreno.

Investigadores de la Escuela de Diseño Shenkar en Tel Aviv, Israel, afirman que han tenido éxito en la solución del problema que preocupa a compañías aéreas durante años: la acumulación de hielo en los aviones, y todo gracias a la flor de loto.

En los países donde las temperaturas caen por debajo de 0 grados Celsius en el invierno, el problema comienza en el suelo.

Y puesto que las temperaturas continúan bajando gradualmente a medida que el avión asciende la acumulación de hielo es una molestia diaria para todas las aerolíneas.

Los métodos comunes para tratar el fenómeno no siempre son eficaces: cuando en tierra rociar los aviones con productos químicos que impiden la acumulación de hielo, pero no son efectivos por más de media hora.

Cuando el avión está en el aire el derretimiento del hielo se hace mecánicamente o con aire caliente.

El eperto en aviación Neri Yarkoni explica que el uso de aire caliente puede ser problemático, ya que requiere una gran cantidad de combustible y también puede ser peligroso.

“El aire caliente debe recorrer un largo camino desde el motor. Si hay una grieta en el avión las ráfagas de aire caliente son potencialmente muy peligrosas. Además de los altos costos de implementar tal cosa”.

Mientras que muchos grupos de investigación de todo el mundo han tratado de encontrar una solución al problema, el departamento de ingeniería en la Escuela Shenkar de diseño parece haber tenido exito.

Una nueva investigación dirigida por la jefe del departamento, la profesora Hana Dudiuk, junto con la Doctora Ana Dotan y el Doctor Fabián Ríos, ofrece una solución innovadora al problema: superficies que reducen la acumulación de hielo en estructuras de tamaño nanométrico.

El desarrollo, que ya está patentado por Shenkar, se basa en materiales con estructuras nanométricas únicas inspirados en la flor de loto.

“La flor de loto esta en el agua todo el tiempo, pero siempre se mantiene limpia, impecable y sin barro”, dice Dudiuk.

“Al mirar la flor en un microscopio se descubrió que su superficie está hecha de pequeñas colinas y montañas de tamaños nanométrico o micrómetro.

El agua no llega a la infraestructura sino que se mueven de partícula en partícula por lo que el loto permanece limpio siempre”.

Al igual que muchas otras tecnologías, la investigación inicial fue el resultado de necesidades militares.

“El ejercito me pidió una idea para el tratamiento de superficies y reducir el hielo de las ventanas”, recuerda Dudiuk.

En ese momento, el doctor Ríos estaba trabajando en el desarrollo de una superficie hidrófoba, y Dudiuk ofreció utilizar esta superficie para evitar la acumulación de hielo.

Dudiuk y sus colegas desarrollaron una serie de muestras y las enviaron a un laboratorio en Quebec, que se especializa en simulaciones de acumulación de hielo.

Los resultados fueron impresionantes, dice”.

El tratamiento ultra-hidrofóbico tuvo éxito en la reducción de hielo en la infraestructura de los metales 18 y 20 veces más” Según Dudiuk, la patente también se podría aplicar a los vehículos que sufren la acumulación de hielo durante los días fríos de invierno.

 
 

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3 Comments

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  1. este articulo me encanto definitivamente, hace poco lei sobre , el que en lugar de deshacernos de la naturaleza deberiamos , aprender de ella, de como actua de como sale adelante de todos sus estios, y esta observacion y comprension de esta flor, para mejorar nuestros entornos, es maravilloso, solo hay que observar , ser humildes y dejar que la naturaleza continue haciendo lo suyo, ella lleva aqui mas tiempo que nosotros . dra belinda gamez

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