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Alas de avión: tipos, estructura y futuro

por Actualidad Tma

Las alas de avión son el elemento que da sustentación a la aeronave. Albergan todos los dispositivos hipersustentadores (flaps, slats, spoilers), superficies de control y motores del avión. Por ello se considera que las alas de avión sean uno de los elementos más importantes y característicos de las aeronaves.

La forma de las alas y su posición variarán según el diseño previsto para el avión.

Contenido
1 Tipos de alas de avión
 1.1 Ala recta
 1.2 Ala trapezoidal
 1.3 Ala elíptica
 1.4 Ala en flecha
 1.5 Ala delta
 1.6 Ala ojival
2 Estructura de las alas de avión
3 Estructura auxiliar de las alas de avión
 3.1 Borde de ataque
 3.2 Borde de salida
 3.3 Punta del ala
4 ¿Una turbulencia puede llegar a partir las alas de avión?
5 El futuro de las alas de avión
 5.1 Maveric, el «ala volante» de Airbus
6 ¿Qué mantenimiento hacen los mecánicos de aviones en las alas de los aviones?

Tipos de alas de avión

Diferentes tipos de alas de avión
Diferentes tipos de alas de avión

Las alas se pueden construir de múltiples maneras. Los tipos más comunes son: ala recta, trapezoidal, elíptica, en flecha, delta y ojival (o en arco). Los diferentes diseños dan unas determinadas características en vuelo.

Ala recta

Es el ala más simple de todas. Se caracteriza por ser barata y fácil de construir. Es el ala normalmente usada en las avionetas.

Ala trapezoidal

Es un ala un poco más compleja que el anterior. A su favor está un mayor rendimiento. También se usa en avionetas y en algunos aviones militares.

Ala elíptica

Es un tipo mucho más complicada de construir con la ventaja de tener mucha menos resistencia. Esto le confiere mayor maniobrabilidad y menor consumo de combustible.

Ala en flecha

Es el ala utilizada en la práctica totalidad de los aviones comerciales. Su diseño permite un rendimiento excelente a velocidades cercanas a las del sonido. Algunos aviones tienen alas en flecha invertida, como el avión militar Grumman X29.

El ala en flecha invertida es muy inestable, pero a su vez dota al avión de una maniobrabilidad excelente. Otra variante del ala en flecha son las alas en flecha variable. Estas alas móviles permiten el vuelo eficiente tanto a alta y baja velocidad.

Ala delta

Este tipo de ala se usa mayoritariamente en aviones militares que vuelan más rápido que el sonido, los llamados aviones supersónicos. Este diseño tiene una resistencia aerodinámica mínima, lo que permite un excelente rendimiento a velocidades supersónicas.

Ala ojival

Esta una modificación del ala delta le da mayor eficiencia a baja velocidad, especialmente en aterrizajes y despegues. El avión concorde estaba construido con este tipo de ala.

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Estructura de las alas de avión

El ala del avión está constituida principalmente por el cajón central y elementos auxiliares.

  • El cajón central o de torsión está formado por largueros, larguerillos, costillas y el revestimiento del ala
  • La estructura auxiliar se compone de la punta del ala (también conocida como winglet), las superficies de control, borde de ataque y salida.

Los largueros son vigas que recorren el ala desde la raíz hasta la punta. Son el elemento principal de ala y se conectan entre ellos atravesando el fuselaje formando el cajón central.

Estructura interior de las alas de avión
Estructura interior de las alas de avión

Los larguerillos refuerzan el revestimiento para que pueda soportar los esfuerzos que se originan en vuelo.

Las costillas del ala se colocan perpendicularmente a los largueros. Las costillas también se encargan de distribuir las cargas originadas en vuelo. El entramado formado por las costillas y largueros del ala forman los depósitos de combustible del avión.

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La piel o también revestimiento del ala transmite los esfuerzos a los largueros y larguerillos. Está diseñada de tal manera que evite el pandeo provocado por el movimiento del avión en el aire, por ejemplo, en las turbulencias.

El encastre es el punto donde se une el ala al fuselaje. Esta zona es crítica ya que se producen una gran cantidad de esfuerzos. La sustentación es una fuerza que se aplica hacia el centro del ala, produciendo un par de fuerzas enorme que las doblan. Para evitar una flexión peligrosa que pudiera partir las alas, se diseña formando un ala enteriza.

Un ala enteriza es aquella que está formada en una sola pieza y va de una punta a otra. En su parte media se encuentra el cajón central que se utiliza como depósito de combustible.

Estructura auxiliar de las alas de avión

La estructura auxiliar de las alas es aquella que está formada por los elementos que le dan su forma final. Está formada por el borde de ataque, el borde de salida y la punta del ala.

Borde de ataque

El borde de ataque tiene la forma roma que le dan las costillas del interior de ala. El borde de ataque está fijado al larguero anterior del ala. Los flaps Krueger y los slats se sitúan en el borde de ataque.

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Borde de salida

El borde de salida tiene la forma puntiaguda gracias a la forma de las costillas del interior de ala. El borde de salida se fija al larguero posterior. En el borde de salida se encuentran los flaps, spoilers y alerones.

Punta del ala

La punta del ala sirve como carenado exterior del borde de ataque, del borde de salida y del cajón interior. La punta del ala puede tener o no winglets. Los winglets son elementos aerodinámicos que permiten reducir el consumo de combustible del avión.

¿Una turbulencia puede llegar a partir las alas de avión?

Seguro que muchas veces te has hecho esa pregunta. La respuesta es tajante: NO. Las alas del avión están diseñadas de forma que resisten cualquier tipo de turbulencia posible. Dicho de otra manera: no existe una turbulencia tan grande que sea capaz de partir las alas de un avión. Ni siquiera aquella que hiciera que el avión cayese a plomo.

Para demostrar la tremenda fuerza del encaste de las alas, Boeing realizó un experimento al que invitó a todos sus empleados. En un hangar de la compañía, se preparó un Boeing 777 cuyas puntas del ala se empezaron a estirar para ver hasta donde aguantaban. Aquí puedes ver el vídeo:

Prueba de la flexión de las alas de un Boeing 777

Los ingenieros calcularon que el ala podría aguantar el 150% de cualquier fuerza que se pudiera encontrar en vuelo. Finalmente, el ala del Boeing 777 se partió tras aplicar una fuerza del 154%, confirmando la tremenda flexibilidad del ala y su capacidad para absorber cualquier tipo de carga sin producir daños en la estructura.

El futuro de las alas de avión

Si bien es verdad que las alas de los aviones ya están optimizadas al máximo, el diseño en sí sigue siendo un lastre para la evolución aeronáutica. Las alas de avión son un elemento que además de aportar sustentación crea resistencia y esta última no es deseable.

El diseño ideal de un avión es aquel en el que toda la estructura fuese el ala. Aunque es difícil imaginar un avión así, el hecho es que ya existe.

Se trata del avión militar bombardero B-2 Spirit. Este avión se diseñó de tal forma que fuera prácticamente incapaz de ser detectado en vuelo. La única manera de poder hacerlo fue gracias a su innovador diseño: un ala volante.

En este diseño se puede observar que no hay ningún tipo de elemento habitual que sobresalga creando resistencia: todo está dentro de la estructura. No tiene ni estabilizadores ni motores que creen resistencia aerodinámica, por lo que su eficiencia es máxima.

Maveric, el «ala volante» de Airbus

Aunque es cierto que hasta ahora este tipo de diseños estaban reservados para aeronaves militares, cada vez se va acercando más al ámbito civil. De hecho, el fabricante Airbus ya realizó un boceto de lo que podría ser el avión del futuro. Se llama Maveric y no se parece en nada a los aviones habituales.

airbus maveric
Maveric, el avión de Airbus que puede considerarse un ala volante

Si bien es verdad que no es un ala pura como el mencionado B-2, incluye muchos de los elementos que tiene este primero: un fuselaje sin estabilizadores horizontales y un ala volante que incluye en su interior la cabina de pasajeros.

Para comprobar los beneficios de un avión de este tipo, un equipo de Airbus construyó un modelo funcional a escala y los resultados no se hicieron esperar: hasta un 20% menos de consumo de combustible con el mismo motor.

Algo completamente necesario en un futuro en el que los combustibles fósiles serán recursos limitados y cada vez más inaccesibles.

¿Qué mantenimiento hacen los mecánicos de aviones en las alas de los aviones?

El mantenimiento aeronáutico realizado por los mecánicos de aviones en las alas es muy variado. Incluyen revisiones visuales de elementos internos en busca de defectos hasta lubricación de puntos móviles.

Una de las tareas de los técnicos de mantenimiento aeronáutico es la búsqueda de defectos dentro de los depósitos de combustible del avión. Cualquier defecto encontrado aquí dentro es crítico pues puede llegar a bloquear los filtros de combustible y producir una parada de los motores del avión.

Algo tan simple como la contaminación del combustible de los aviones o trozos de viruta metálica pueden producir una situación grave en vuelo que pueda provocar un accidente aéreo. Por ello, la implicación de los mecánicos de aviones ha de ser máxima a la hora de realizar las inspecciones dentro de las alas, pues en ellas va implícita la seguridad en vuela.

Otra tarea de mantenimiento aeronáutica que se puede realizar es el engrase de los carriles de los flaps y los slats. Los flaps y slats son elementos móviles y necesitan ser engrasados para su óptimo funcionamiento. El engrase se realiza a través de unas boquillas situadas en la parte delantera y trasera de las alas.

carril flap ala avion
Carril del flap instalado en la parte trasera del ala de un avión. Las manchas verdes son restos de grasa.

También se realizan inspecciones y mantenimiento del resto de superficies de vuelo tales como spoilers y alerones. Igualmente se comprueban los herrajes y soportes del tren de aterrizaje del avión, así como los winglets instalados en la punta del ala, si el avión los tuviera.

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