Tras fabricar el prototipo del planeador Urubú S-17, una aeronave básica para entrenar a futuros pilotos de la Fuerza Aérea Colombiana (FAC), se establecieron parámetros de diseño y fabricación, particularmente relacionados con la soldadura de acero que se utiliza en aviación y con las dimensiones de la estructura.
Los procedimientos estandarizados estipulados se enfocaron especialmente en lo que respecta a la soldadura de acero tubular AISI 4130, que se utiliza en aviación.
El diseño y la fabricación de la aeronave tuvo como base el modelo estadounidense Schweizer 2-33A, por su buen rendimiento. “Queríamos construir un avión diseñado y fabricado por nosotros en Colombia, pero que contara como base con un modelo que hubiera volado durante muchos años, y que se comprobara que era bueno”.
Así lo señala el ingeniero aeronáutico Diego Leonardo Ávila-Granados, magíster en Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá y líder del proyecto, quien explica que se optimizaron algunos aspectos relacionados con el modelo base, en especial en el proceso de fabricación, en los materiales que se emplearon, y herramientas tanto de simulación como de análisis.
El proyecto nació de la necesidad de la FAC de construir un avión de características muy básicas en el cual pudiera entrenar a sus futuros tripulantes. La idea de que esos primeros vuelos se hagan en aeronaves básicas es que los pilotos adquieran las habilidades necesarias para seguir entrenando después en aviones con tecnologías más avanzadas.
Para este propósito, la FAC contrató a Corporación de la Industria Aeronáutica Colombiana (CIAC), una empresa del Ministerio de Defensa que además es muy fuerte en la fabricación de aeronaves no tripuladas.
El conocimiento que se genera desde la UNAL en este proyecto se consolida para ser utilizado en el diseño y la fabricación de aeronaves no tripuladas en el país, las cuales se utilizan para reconocimiento, vigilancia militar o civil, monitoreo de cultivos, monitoreo de vías cuando hay derrumbes o congestiones y para inspección del estado de grandes infraestructuras (como los puentes), entre otras aplicaciones.
Parámetros de soldadura
Entre los lineamientos que se establecieron para fabricar el planeador Urubú S-17 –que hoy se encuentra en la Escuela Militar de Aviación de la FAC en Cali– figura la importancia de conocer cuál es el material a soldar, pues cuando este se cambia, automáticamente cambian los demás parámetros del proceso de soldadura.
También se deben definir las dimensiones de la estructura a fabricar: qué tan grandes son los tubos de acero y qué espesor de pared tienen, por ejemplo. Por otro lado, se debe garantizar que el personal involucrado en el proceso cuente con una calificación para fabricar la estructura diseñada.
Es prioritario fijarse bien en la forma que se le da a los extremos de los tubos cuando varios de ellos van soldados en un mismo punto; se debe verificar cuáles son los anclajes y montajes con los que operará el equipo y definir cuál gas de protección se debe utilizar, entre otros aspectos.
Normativa y simulación
Para llevar a cabo este proyecto, primero se hizo un barrido de la literatura y la normativa disponible, pues en la construcción y operación de aeronaves existen muchas restricciones.
Después de establecer cuál era la normativa en la que se podían basar los procesos de diseño y aplicar la soldadura para fabricar la estructura (el código AWS D17.1), se identificaron los requerimientos de calidad que se debían cumplir.
Luego se diseñaron los procedimientos con los que se evaluó a los soldadores para garantizar que estos tenían la experiencia necesaria para fabricar la estructura y se diseñaron los procedimientos.
Por último, se hicieron unas simulaciones en un software para predecir cómo se comportaría la estructura bajo ciertas condiciones, como por ejemplo cuando hay vientos muy fuertes, cuando está aterrizando o despegando, o cuando está realizando un giro.
“Estos proyectos tienen un gran aporte en la experiencia adquirida en herramientas de simulación y en procesos de fabricación, algo que no teníamos muy estandarizado respecto a la soldadura en la parte aeronáutica; esto abre una puerta para que los nuevos proyectos sean mucho más ambiciosos”, señala el ingeniero Ávila-Granados.
El profesor Juan Fernando Reyes, de la UNAL Sede Bogotá, acompañó todo el proceso de la investigación, que fue dirigida por el profesor Nelson Arzola de la Peña, también de la Institución.
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