El avión cuántico: ¿cómo será un avión que incorpore las últimas tecnologías y materiales?

Los aviones que diseña Oscar Viñals son siempre muy futuristas perfilando de manera radical el mañana del transporte aéreo, pero su último proyecto, que lleva el nombre de HSP "Solar Skin” (piel solar) va todavía más allá y cuenta con un diseño externo que remodela completamente la aeronave tradicional y le confiere un sugerente aspecto “extraterrestre”.

A Viñals, un diseñador industrial con base en Barcelona y cuyos trabajos son seguidos con atención en el mundo anglosajón, le agrada el apelativo de “venido de fuera de la Tierra”, según confiesa, pero recalca que la aeronave que ha diseñado es “ante todo un exponente de la próxima generación de aviones de la era “cuántica””.

“Según el físico estadounidense Sidney Perkowitz, la física cuántica describe diminutas partículas que no podemos observar directamente como átomos, quarks, fotones y todo aquello que compone la realidad a una escala nanométrica (milmillonésimas partes de metro) o menor, y predice comportamientos paradójicos o increíbles”, explica Viñals.

"Por ejemplo, una partícula cuántica no posee solo un valor de una cantidad física, sino todos los valores al mismo tiempo, algo que se llama superposición, mientras que dos partículas cuánticas pueden permanecer ligadas o `entrelazadas´, aún a distancias ilimitadas y sin ninguna conexión física de por medio; y se pueden teletransportar a través del espacio vacío", añade.

Puntos cuánticos para generar energía 

“Cuando hablo de tecnología `cuántica´ me refiero a una futura tecnología que será capaz de generar energía, en este caso eléctrica, a escala nanométrica o nanoscópica, e incluso más pequeña, a partir de partículas elementales como los electrones”, señala este visionario y diseñador. Viñals señala que “actualmente ya disponemos de tecnología capaz de capturar electrones directamente de la luz solar, como las estructuras de silicio de los paneles fotovoltaicos”.

Pero reconoce que la eficiencia máxima de estos sistemas “aún dista mucho de lo que nos gustaría y la futura tecnología `cuántica´ va a proporcionar un mayor rendimiento a menor escala, a través de dispositivos más pequeños y ligeros, con una muy alta eficiencia, cubriendo casi todo el espectro electromagnético, que abarca desde la luz visible y la radiación infrarroja, hasta las ondas de radio”.

El HSP "Solar Skin” tiene una apariencia externa radicalmente diferente a la de los aviones actuales

“Lo más avanzado a nivel de tecnología cuántica `pura´ que podemos encontrar actualmente es la computación cuántica”, apunta. Viñals explica que ha denominado a este nuevo avión como “de la era cuántica”, debido a que tendría la capacidad de generar grandes cantidades de energía a partir de la utilización a gran "escala", de sistemas basados en nanoestructuras con propiedades cuánticas.

“Las nanoestructuras tienen un tamaño intermedio entre las estructuras moleculares y las micrométricas, y pueden experimentar efectos cuánticos, teniendo propiedades físicas especiales”, según afirma. “El HSP Solar Skin estaría equipado con sistemas de captación de energía del Sol, por medio de decenas de miles de millones de `puntos cuánticos´ capaces de captar un amplia variedad de radiaciones del espectro de la luz solar, la cual se utilizará para generar electricidad”, indica.

“Estos puntos técnicamente denominados Quantum Dot Solar Cells, se distribuirán en los cristales de las ventanillas del avión, y en forma de una película sobre todo el fuselaje aplicada como si fuera una pintura”, explica Viñals.

El fuselaje y las ventanillas incorporarán miles de millones de `puntos cuánticos´ capaces de captar radiaciones solares que se utilizarán para generar electricidad

“Otra tecnología cuántica que podría incorporar esta aeronave, podría ser un sistema para captar electrones de campos electromagnéticos como ondas de radio, microondas, el campo electromagnético de la Tierra e incluso los rayos cósmicos, y convertirlos en corriente eléctrica mediante paneles orgánicos de semiconductores fabricados con nanoestructuras”, afirma el diseñador.

“El HSP Solar Skin también podría equiparse con un sistema para almacenar la energía eléctrica generada por el avión, basado en nanoestructuras en forma de sucesivas capas o ‘sandwichs’ de grafeno y nanotubos de carbono, que podrán funcionar como supercondensadores o baterías muy potentes”, adelanta.

Viñals anticipa que los diseños de aviones cambiarán mucho con la ayuda de técnicas avanzadas de simulación y análisis informático (aerodinámica, aeroestructuras, propulsión, electrónica, sistemas de abordo) y con el uso de materiales como la fibra de carbono, las aleaciones de aluminio, los nanotubos de carbono, los nanocables (silicio) y el grafeno, que están en uso, en desarrollo o se emplean para aplicaciones específicas.

También podría llevar un sistema para captar electrones de las ondas de radio, microondas, el campo electromagnético de la Tierra y los rayos cósmicos, y convertirlos también en corriente eléctrica

“Los nuevos diseños modificarán radicalmente su apariencia externa, siendo extremadamente aerodinámicos y muy prometedores en lo que respecta a reducir el consumo de combustible y el ruido y eliminar las emisiones contaminantes”, señala este diseñador.

Viñals pone como ejemplo de esta tendencia a su HSP Solar Skin, basado en la fusión de “lo mejor” de distintas tecnologías y nuevos conceptos aeronáuticos, así como la observación de los mecanismos naturales que emplean para volar o desplazarse algunas especies como las radillas voladoras o las mantarrayas.

Siete claves de la aeronave del futuro 

Según el proyecto trasladado por Viñals, este avión eléctrico y amigo del medioambiente tendría las siguientes características:

1.- Luce un poco extraño porque no tiene las alas habituales, sino que es en sí mismo una gran ala inteligente con dispositivos o "extensiones" (alas pequeñas delanteras, estabilizadores traseros y estabilizadores superiores) que trabajan en equipo, con sus formas especiales, confiriéndole un alto rendimiento.

2.- Tendrá motores eléctricos a turbina híbridos, cuyo empuje propulsor se generará al mezclar hidrógeno y aire a alta presión en un cámara y quemarlos, generando plasma a alta temperatura y expeliéndolo, y también por medio de un sistema que emplea materiales superconductores y anillos electromagnéticos.

3.- Estará equipado con toberas orientables, situados debajo y en la parte trasera del aparato, que podrán moverse hasta 45 grados para reconducir el flujo de escape del motor a través de una serie de conductos para optimizar el empuje propulsor y que en ocasiones sea vertical.

4.- Tendrá capacidad de generar para sí mismo hasta el 80% de la energía necesaria para volar y desarrollar otras funciones, gracias a sus “paneles solares” de puntos cuánticos, ubicados sobre el techo y las ventanillas, y sus generadores termoeléctricos, pilas de combustible y aerogeneradores, que producen electricidad respectivamente a partir del calor de los motores, de hidrógeno y del flujo de aire.

5.- Será un 70 por ciento menos ruidoso que los aviones actuales, gracias a sus motores y toberas, que estarán equipados con un sistema para absorber el ruido del sistema propulsor.

6.- En las maniobras de aproximación al aeropuerto, planeará con los motores en suspenso y el aire entrará a gran velocidad por dos conductos móviles, desplazando dos turbinas de viento que generan grandes cantidades de electricidad, ayudando además a controlar el descenso.

7.- Utilizará un limpiador de CO2, un sistema que podrá recoger el dióxido de carbono directamente del aire, que pasará a través de dos conductos de aire cubiertos con una membrana sintética, revestidos con una resina especial que podría capturar CO2 por atracción iónica.