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Integrando la Sostenibilidad en el Diseño de Componentes de Aeronaves: Hacia una Transición de un Diseño Impulsado por la Ecología a un Diseño Impulsado por la Sostenibilidad

Autores: Filippatos, Angelos; Markatos, Dionysios; Theochari, Athina; Pantelakis, Spiros

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Integrando la Sostenibilidad en el Diseño de Componentes de Aeronaves: Hacia una Transición de un Diseño Impulsado por la Ecología a un Diseño Impulsado por la Sostenibilidad


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Eco-diseño
Impulsado por la sostenibilidad
Componentes de aeronaves
índice de sostenibilidad
Toma de decisiones multicriterio
Impacto ambiental

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El eco-diseño es una metodología de diseño innovadora que se centra en minimizar la huella ambiental de las industrias, incluida la aviación, desde las etapas conceptuales y de desarrollo. Sin embargo, la creciente demanda industrial requiere una estrategia más integral en la que, más allá de las consideraciones ambientales, la competitividad se convierta en un factor crítico, respaldado por pilares adicionales de sostenibilidad como la viabilidad económica, la circularidad y el impacto social. Al incorporar la sostenibilidad como un motor de diseño principal en las etapas iniciales de diseño, este estudio sugiere un cambio de enfoques de diseño impulsados por el eco-diseño a enfoques impulsados por la sostenibilidad para los componentes de aeronaves. Esta estrategia ampliada considera los objetivos de rendimiento y seguridad, el impacto ambiental, los costos, los factores sociales y las consideraciones de economía circular. Para proporcionar el diseño más sostenible que equilibre todos los objetivos, estos aspectos se cuantifican y optimizan rigurosamente durante el proceso de diseño. Para priorizar eficientemente diferentes variables, se emplean métodos como la toma de decisiones multicriterio (MCDM), y se desarrolla un índice de sostenibilidad en este marco para evaluar la sostenibilidad general de cada alternativa de diseño. Las configuraciones de diseño más sostenibles se identifican a través de un proceso de optimización. Se selecciona un componente típico de aeronave, a saber, un panel reforzado con sombrero, para demostrar el enfoque propuesto. El estudio destaca cómo se pueden integrar de manera efectiva las consideraciones de sostenibilidad desde las primeras etapas del proceso de diseño al explorar diversas combinaciones de materiales y configuraciones geométricas. Los hallazgos indican que el tipo de combustible utilizado y la importancia dada a los pilares de sostenibilidad, que en última instancia son determinados por los requisitos y objetivos particulares del usuario, tienen un impacto significativo en el resultado de sostenibilidad. Cuando se da una priorización igual en las diversas dimensiones de la sostenibilidad, la opción más sostenible parece ser el componente completo de termoplástico cuando se utiliza queroseno. Por el contrario, cuando se considera el hidrógeno, el componente completo de aluminio emerge como la opción más sostenible. Esta tendencia también se mantiene cuando se prioriza el impacto ambiental sobre los otros aspectos de la sostenibilidad. Sin embargo, cuando se priorizan los costos, el componente completo de termoplástico es la opción más sostenible, ya sea que se utilice hidrógeno o queroseno como combustible en la fase de uso. Este enfoque innovador mejora la sostenibilidad general de los componentes de aeronaves, enfatizando la importancia y los beneficios de incorporar una gama más amplia de factores de sostenibilidad en las fases conceptuales e iniciales del diseño.

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