NASA y Boeing prueban alas largas y estrechas que podrían cambiar los aviones de pasajeros
Los aviones de pasajeros del futuro podrían verse significativamente diferentes a los de hoy: en lugar de alas clásicas, relativamente cortas y anchas, recibirían alas mucho más largas y delgadas que consumen menos combustible y ofrecen a los pasajeros un viaje más tranquilo. Detrás de este cambio está un programa de investigación conjunto de la agencia espacial estadounidense NASA y el fabricante de aviones Boeing, que en diciembre de 2025 completó una serie clave de pruebas en el túnel de viento en el centro de investigación de la NASA Langley en Virginia.
El programa lleva el nombre de Integrated Adaptive Wing Technology Maturation (IAWTM), y su propósito es desarrollar tecnologías que permitirán el uso de alas con una relación de aspecto mucho mayor – es decir, alas más largas y estrechas – sin comprometer la seguridad y la durabilidad estructural del avión. NASA y Boeing quieren con ello abrir el camino a una nueva generación de aviones comerciales que serían al mismo tiempo más económicos, más silenciosos y más cómodos para los pasajeros.
Por qué la industria de la aviación se está volcando hacia alas largas y estrechas
La industria de la aviación lleva años buscando formas de reducir el consumo de combustible y las emisiones, no solo debido al aumento de los precios del combustible sino también debido a objetivos climáticos y ambientales cada vez más estrictos. La mayor parte de las pérdidas aerodinámicas en los aviones de pasajeros surge debido a la resistencia inducida – turbulencias en las puntas de las alas que se crean al generar sustentación. Un ala más larga y delgada, o sea un ala con mayor relación de aspecto, reduce esa resistencia inducida y aumenta la relación sustentación-resistencia, lo que se traduce directamente en un menor consumo de combustible.
La tendencia ya se ve en el mercado: los aviones modernos de fuselaje ancho tienen una relación de aspecto de alas significativamente mayor que las generaciones anteriores. El centro de investigación aeroespacial alemán DLR indica que, por ejemplo, el Airbus A300 de la década de 1970 tenía una relación de aspecto de alrededor de 7,7, mientras que el Airbus A350, presentado en 2013, tiene una relación de alrededor de 9,3 – una geometría de ala significativamente mayor y más esbelta con la ayuda de materiales compuestos y soluciones aerodinámicas avanzadas.
Las investigaciones muestran que tal geometría puede traer ahorros medibles. Un estudio reciente sobre el ejemplo del avión de pasajeros de largo alcance Boeing 777-300ER mostró que aumentar la relación de aspecto del ala en aproximadamente 1,5 veces puede reducir la resistencia inducida en aproximadamente un 23 por ciento y la resistencia total del ala en aproximadamente un 13 por ciento – lo que representa un ahorro considerable de combustible a nivel de todo el avión.
Un ala que se dobla cada vez más: riesgos aeroelásticos y "flutter"
Sin embargo, las alas más largas y delgadas vienen con un serio desafío técnico. A medida que la envergadura aumenta, y la estructura simultáneamente trata de permanecer lo más ligera posible, el ala se vuelve más flexible. En vuelo, esto significa mayores flexiones y torsiones, especialmente ante ráfagas de viento, cambios de altitud o maniobras bruscas. En casos extremos puede aparecer un fenómeno peligroso conocido como flutter (flameo) – una inestabilidad aeroelástica en la que el flujo de aire sobre el ala se "sincroniza" con las frecuencias propias de vibración de la estructura, por lo que la oscilación se amplifica y puede crecer exponencialmente.
En el peor escenario, el flutter incontrolado puede llevar a daño estructural o incluso a la rotura del ala. Por eso el objetivo del programa de la NASA y Boeing no es solo "determinar" los límites de tales inestabilidades, sino desarrollar sistemas activos de control del ala que prevendrían el flutter antes de que aparezca. Esto se logra mediante una combinación de sensores en la estructura, modelos informáticos y superficies de control móviles en el ala que reaccionan en tiempo real a las cargas y deformaciones.
El programa IAWTM: un laboratorio conjunto para las alas del futuro
Precisamente de eso se ocupa el programa Integrated Adaptive Wing Technology Maturation, ubicado dentro del proyecto de la NASA Advanced Air Transport Technology (AATT), que es parte del programa Advanced Air Vehicles. Su objetivo estratégico es permitir el aumento de la relación de aspecto en aviones de transporte en aproximadamente 1,5 a 2 veces en relación con las configuraciones de hoy, manteniendo la seguridad y la controlabilidad.
Dentro del programa se desarrollan y prueban las llamadas leyes de control multiobjetivo: algoritmos que simultáneamente intentan reducir la resistencia (optimización de drag), mitigar las cargas en maniobras, amortiguar las ráfagas de viento y suprimir activamente el flutter. Tal enfoque une la aerodinámica, la dinámica de estructuras y la automática en una sola entidad – una disciplina que los ingenieros aeronáuticos llaman aeroservoelasticidad.
El programa se apoya en proyectos anteriores de aviones "verdes", entre los cuales está también el Subsonic Ultra Green Aircraft Research (SUGAR), en el que ya se probó un ala arriostrada de gran alargamiento, pero con un número menor de superficies de control activas. IAWTM ahora va un paso más allá: en lugar de dos superficies móviles por ala, como fue en SUGAR, el nuevo modelo utiliza diez de tales elementos para gestionar más finamente el comportamiento del ala en vuelo.
Transonic Dynamics Tunnel: un gran túnel para medio avión
Las pruebas que culminaron en diciembre de 2025 se llevaron a cabo en el Transonic Dynamics Tunnel (TDT) de la NASA en el Langley Research Center en Hampton, estado de Virginia. Se trata de un túnel de viento que participa desde hace más de seis décadas en el desarrollo de aviones civiles y militares estadounidenses, cohetes, naves espaciales y configuraciones experimentales. El túnel tiene una sección de prueba de aproximadamente 4,9 metros (16 pies) de alto y ancho, lo suficientemente grande para modelos que representan fielmente el comportamiento aerodinámico y estructural de grandes aviones de pasajeros.
Dado que todo un avión de pasajeros real no puede caber en el túnel de viento, la NASA y Boeing encargaron un modelo especial de la mitad de un avión que fabricó la empresa NextGen Aeronautics. El modelo parece un fuselaje y un ala de avión "cortados por la mitad" y fijados a la pared del túnel. El ala de una envergadura de unos 13 pies (algo menos de cuatro metros) tiene una geometría de alta relación de aspecto, con una cuerda relativamente pequeña y un perfil delgado que se dobla considerablemente en vuelo.
A lo largo del borde de salida del ala se han colocado diez superficies móviles similares a los flaps y alerones clásicos, que sirven como "músculos" del sistema de control activo. En el ala y el larguero se han integrado cientos de sensores que miden cargas, deformaciones y vibraciones, mientras que una serie de sistemas de medición en el túnel monitorea la velocidad y la dirección del flujo de aire. Toda esa información se envía en tiempo real a computadoras que controlan el movimiento de las superficies de control según algoritmos predefinidos.
De SUGAR al ala adaptativa avanzada
El nuevo modelo de ala representa un avance significativo en relación con configuraciones de investigación anteriores. En el programa SUGAR, que también incluía a Boeing, se probó un ala con dos superficies de control activas, con lo que se podía gestionar parcialmente las cargas y vibraciones. En IAWTM, con diez superficies separadas a lo largo del borde de salida, los ingenieros obtienen muchos más grados de libertad: pueden apuntar a diferentes partes del ala, cambiar la distribución de la sustentación y ajustar finamente la respuesta a las ráfagas de viento.
Tal enfoque abre la posibilidad de que el ala se "comporte" de manera diferente en diferentes fases del vuelo. Por ejemplo, durante el crucero, el énfasis puede estar en minimizar la resistencia y el consumo de combustible, mientras que durante la turbulencia la prioridad se traslada a la amortiguación de vibraciones y la protección de la estructura. En el despegue y aterrizaje, las superficies de control pueden ayudar en una distribución más uniforme de las cargas a lo largo de la envergadura, lo que facilita los requisitos estructurales y puede permitir largueros más delgados y ligeros.
Pruebas en 2024 y 2025: primero calibración, luego control activo
El programa de pruebas se desarrolló en dos campañas principales. Durante el año 2024, la NASA y Boeing llevaron a cabo la primera serie de pruebas en el TDT para recopilar datos básicos sobre el comportamiento del ala sin algoritmos complejos de control activo. Esos resultados se compararon con simulaciones informáticas avanzadas, y las diferencias entre las mediciones y los modelos sirvieron para el ajuste fino de las herramientas numéricas.
La segunda campaña, llevada a cabo en 2025, utilizó las diez superficies de control en diferentes combinaciones. Los investigadores probaron algoritmos para la reducción de cargas en maniobras, para la mitigación de ráfagas de viento y para la supresión activa del flutter. En esas pruebas, el túnel generó condiciones similares a las ráfagas de viento y turbulencia que un ala experimentaría en vuelo real, mientras que los sistemas de control respondían en tiempo real a los cambios de carga.
Según los primeros análisis, los sistemas de control activo desarrollados en la NASA y Boeing mostraron "grandes mejoras de rendimiento". Se destacan especialmente las pruebas en las que se simularon ráfagas de viento: en relación con el caso sin control activo, la amplitud de la sacudida del ala se redujo visiblemente, lo que significa menos carga en la estructura y condiciones más tranquilas para los pasajeros. Aunque los datos cuantitativos detallados aún no se han publicado, la NASA indica que los algoritmos aeroservoelásticos lograron amortiguar significativamente las vibraciones no deseadas.
Ahora sigue la fase de estudio detallado de los datos recopilados. Los ingenieros analizarán cómo se comportan diferentes configuraciones de superficies de control y algoritmos a través de un amplio rango de velocidades, densidades de aire y cargas. Los resultados se compartirán luego con los fabricantes de aviones y las aerolíneas, quienes evaluarán sobre esa base qué tecnologías tiene sentido incorporar en futuros modelos de pasajeros.
Qué ganan los pasajeros y las aerolíneas
Para los pasajeros, el efecto más visible de estas tecnologías podría ser – o mejor dicho, apenas perceptible – la sensación de un vuelo mucho más tranquilo. Alas más largas y delgadas por sí mismas pueden proporcionar un paso más suave a través del aire, pero con el control activo del ala la turbulencia se amortigua adicionalmente. Un sistema que "escucha" las ráfagas de viento y en una fracción de segundo ajusta la geometría del ala puede reducir considerablemente las sacudidas repentinas y temblores que muchos pasajeros experimentan como una parte desagradable, e incluso aterradora, del viaje.
Para las compañías aéreas, el cálculo económico es clave. Menor consumo de combustible significa costos más bajos y una exposición reducida a la volatilidad de los precios de los productos derivados del petróleo. En combinación con motores modernos y estructuras compuestas ligeras, las alas con alta relación de aspecto pueden ayudar a lograr ahorros porcentuales de dos dígitos en el consumo de combustible en rutas comerciales típicas, especialmente en vuelos de largo alcance. Al mismo tiempo, menor consumo de combustible significa menos emisiones de CO2 por pasajero, lo que encaja en los objetivos climáticos que se han fijado tanto los organismos reguladores como la propia industria.
Es importante también que las tecnologías de control activo se puedan introducir gradualmente. No es necesario que los primeros aviones equipados con este tipo de sistema tengan inmediatamente alas extremadamente esbeltas; pueden comenzar con una relación de aspecto moderadamente aumentada, junto con un sistema que ayuda en la mitigación de cargas, y luego, a medida que la industria adquiere experiencia, ir hacia geometrías más agresivas. Esa gradualidad reduce el riesgo tecnológico y regulatorio y facilita la certificación de nuevas soluciones.
Un paso hacia una aviación más amigable con el clima
El trabajo de la NASA y Boeing en alas adaptativas de alto alargamiento encaja en la imagen más amplia de la transformación del transporte aéreo. Mientras parte de la industria se centra en nuevos combustibles – combustibles de aviación sostenibles (SAF), hidrógeno o propulsiones eléctricas e híbrido-eléctricas – las mejoras aerodinámicas y estructurales siguen siendo un fundamento necesario de cualquier estrategia de descarbonización. Cada reducción de la resistencia y aumento de la eficiencia reduce directamente la cantidad de energía necesaria para realizar el mismo vuelo, independientemente de dónde provenga esa energía.
Si los resultados del programa IAWTM se traducen en aviones de pasajeros concretos, los futuros pasajeros tal vez se sienten en una cabina con vista a alas inusualmente largas y elegantes que se doblan visiblemente al despegar y aterrizar. Detrás de esa escena habrá sofisticados sistemas de sensores, actuadores y algoritmos que cuidan de que la flexión permanezca dentro de límites seguros, las vibraciones sean amortiguadas, y el consumo de combustible sea menor que nunca antes. Eso, junto con otras innovaciones, podría ayudar a que el transporte aéreo mantenga su papel en la movilidad global, pero con una huella ecológica significativamente menor que hoy.
Aunque las pruebas en el túnel de viento han terminado, el trabajo para los científicos e ingenieros aún no está listo. Los siguientes pasos incluyen la difusión de resultados a la comunidad de expertos, la verificación de cómo las lecciones aprendidas se pueden aplicar a diferentes tipos de aviones – desde aviones de fuselaje estrecho para rutas cortas y medias hasta grandes aeronaves de fuselaje ancho – y finalmente el desarrollo de un demostrador en vuelo real. Qué tan rápido sucederá eso dependerá del interés de los fabricantes, los marcos regulatorios y la disposición del mercado, pero está claro que la idea de alas largas, estrechas y controladas activamente se acerca seriamente a la aplicación comercial.
Fuentes:
- NASA – comunicado oficial sobre la prueba de alas largas y más estrechas en el Transonic Dynamics Tunnel (enlace)
- New Atlas – presentación popular-científica de las pruebas del ala adaptativa NASA–Boeing y la reducción de la turbulencia (enlace)
- Flying / Flights – artículo analítico sobre el proyecto IAWTM y los efectos del control activo sobre el flutter y las cargas del ala (enlace)
- DLR – texto técnico sobre el desarrollo de alas con mayor relación de aspecto en la aviación comercial (enlace)
- MDPI / Aerospace – trabajo científico sobre el impacto de la mayor relación de aspecto del ala en la resistencia y la eficiencia, en el ejemplo del Boeing 777-300ER (enlace)
- NASA NTRS – presentaciones sobre objetivos y métodos del programa Integrated Adaptive Wing Technology Maturation y leyes de control multiobjetivo (enlace)
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