Los desafíos térmicos son un factor crítico en la aviación eléctrica. El calor generado por los motores limita su potencia disponible y puede obligar a rediseñar la estructura de la aeronave.
De hecho, se estima que los equipos eléctricos de un avión del futuro deberán evacuar varios megavatios de calor en pleno vuelo. Incluso avances recientes en motores de alta densidad, como el prototipo del Fraunhofer de 750 kW de potencia con solo 94 kg de peso (unos 8 kW/kg), requieren sistemas de enfriamiento por aceite para evitar sobrecalentamiento.
El proyecto español DOZE
En este contexto surge DOZE, un proyecto industrial hispano que liderado por Aerotecnic y el centro Aimen. El objetivo es un carenado de motor eléctrico multimaterial (plástico+termoplástico) capaz de disipar calor eficientemente sin aumentar el peso o modificar la arquitectura del avión. Para lograrlo, DOZE sigue tres líneas clave:
- Materiales compuestos funcionales: se diseñan composites avanzados (fibra de carbono, termoestables y termoplásticos) dopados con *grafeno* y otros aditivos de alta conductividad térmica. El grafeno aporta una mejora en la conductividad térmica superior al 60%, permitiendo extraer calor sin perder rigidez ni peso.
- Fabricación multimaterial innovadora: combina piezas impresas en 3D de termoplásticos con moldeo RTM de materiales termoestables para producir carenados complejos en un solo proceso sin desperdicio de material. Se exploran además pastas térmicas en uniones metal-composite para mejorar la transferencia de calor en puntos críticos.
- Procesos fuera de autoclave: DOZE está validando métodos de curado de bajos requisitos energéticos (out-of-autoclave) para reducir consumo en la fabricación de estos composites. Los primeros ensayos indican ahorros energéticos sin perder calidad de la pieza, aunque para componentes críticos el autoclave tradicional sigue siendo referencia.
- Simulación avanzada de diseño: desde fases tempranas se usan herramientas de simulación multifísica para evaluar distintas configuraciones del carenado. Esto permite anticipar cómo afectan los materiales y la geometría al peso, la rigidez y la gestión térmica, optimizando el diseño antes de fabricar prototipos.
Con esta estrategia, el proyecto ya ha alcanzado un TRL (nivel de madurez tecnológica) 4–5: la tecnología ya funciona en laboratorio. Hay validación de componentes clave, pero en entorno controlado. Es decir, ya se prueba en un entorno relevante (más cercano a condiciones reales), pero todavía no es un producto listo para uso comercial.
Existe un demonstrador preindustrial (una sección a escala de carenado) que valida materiales y procesos, y cumple los requisitos de ligereza y gestión térmica. Según Aerotecnic, aunque aún queda certificación por delante, estas piezas podrían aumentar la potencia efectiva del motor sin penalizar ni el peso ni la arquitectura del avión.
En síntesis, DOZE integra la refrigeración en la misma estructura del motor en lugar de tratarla como un añadido separado. Esto contribuye al objetivo mayor de la aviación sostenible: reducir emisiones con materiales ligeros y diseños optimizados.
Como subraya el centro Aimen, es crucial garantizar la escalabilidad y la estabilidad a largo plazo de estas soluciones integrada. De avanzar con éxito, avances como DOZE podrían allanar el camino para aviones eléctricos más potentes, seguros y eficientes, acercando la meta de vuelos cero emisiones.