El futuro de la aviación sostenible, una realidad gracias al desarrollo de la IA

Con la mirada puesta en el futuro sostenible de la aviación, el proyecto TRANSDIFFUSE se perfila como un ambicioso programa para desarrollar un innovador modelo basado en inteligencia artificial (IA) que pueda revolucionar las tecnologías de propulsión. La iniciativa promete así un impacto significativo en la transición hacia una aviación verde y la generación de energía más limpia y eficiente.

El proyecto reúne la experiencia en modelización numérica del grupo que capitanea Eusebio Valero en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE) en la Universidad Politécnica de Madrid (UPM); las capacidades computacionales de alta fidelidad de la división de Oriol Lehmkuhl en el Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS); y el ingenio experimental de Guillermo Paniagua, de la Universidad de Purdue en Estados Unidos. Juntos han logrado una financiación de alrededor de 10 millones de euros a través de una synergy grant concedida por el Consejo Europeo de Investigación (ERC) en la convocatoria 2024.

Objetivos a alcanzar

Una de las principales innovaciones contempladas en TRANSDIFFUSE pasa por la creación de FluidGPT, un modelo basado en IA que se espera genere avances significativos en energía sostenible, como el desarrollo de motores de combustión de hidrógeno a presión (PGC). Estas innovadoras turbinas compactas y ligeras prometen ser altamente eficientes, rediseñando los estándares de propulsión en aeronáutica y sistemas de generación de energía.

El reto que aborda el proyecto es el control de los flujos transónicos que se generan desde la cámara de combustión, un desafío que ha obstaculizado el diseño de turbomaquinaria compacta. A través de FluidGPT, el consorcio pretende caracterizar, predecir y manipular estos flujos complejos e inestables, desbloqueando así el desarrollo de pasajes difusores transónicos, un componente crítico en motores nuevos que demandan eficiencia y compacidad.

Distintos niveles de impacto

El modelo Fluid GPT se basará en las ecuaciones de Navier-Stokes, lo que permitirá por primera vez reproducir configuraciones de flujo que hasta ahora eran inimaginables en condiciones transónicas. A partir de este modelo se podrán definir procedimientos de control de flujo que permitan activar o desactivar las estructuras individuales ya identificadas, así como estudiar su efecto en fenómenos físicos observables (como el desprendimiento, la acústica, la transferencia de calor, la fricción, etc).

Hasta la fecha, este desafío no ha sido logrado por la comunidad científica y tiene el potencial de revolucionar la mecánica de fluidos, generando un impacto significativo en futuros diseños académicos e industriales beneficiando tanto al sector aeronáutico como al de generación de energía. TRANSDIFFUSE sentará las bases para el desarrollo de un motor basado en hidrógeno, pero los hallazgos y nuevos métodos se extenderán mucho más allá. El impacto en la industria podría ser por tanto significativo, ya que los resultados de la iniciativa tienen potencial para revolucionar sectores como la aeronáutica, la energía eólica o la propulsión de vehículos. Áreas como la ingeniería química, la bioingeniería, incluso la economía, podrían beneficiarse de esta investigación.