Winglets: qué son y para qué sirven

En mi último año de universidad, recuerdo haber entablado una acalorada discusión con una compañera sobre quién diseñaba mejor los winglets, Airbus o Boeing. Desde mi punto de vista, Airbus era el claro vencedor, y para demostrarlo escribí en este blog un artículo sobre winglets.

El problema es que pocos entendían de qué estaba hablando, así que decidí reconvertir ese artículo para explicar de la forma más clara y sencilla posible qué son y para qué sirven dichos dispositivos. Además, añadí una breve pero completa recopilación de los distintos tipos de winglets que existen. ¿Listo para descubrir todo esto? ¡Pues vamos allá!

Qué son los winglets de un avión

Los winglets de un avión (o dispositivos de punta alar) son las aletas, habitualmente verticales, que se sitúan en la punta del ala y que ayudan a reducir la resistencia inducida. Los winglets sirven para evitar que el flujo del aire del intradós se mezcle con el del extradós debido a la diferencia de presiones entre ambos, lo que genera torbellinos de punta de ala que aumentan la resistencia aerodinámica.

No os preocupéis si no habéis entendido del todo esta frase, porque vamos a explicarla poco a poco en las próximas secciones.

Así como dato curioso, la primera vez en la historia que aparece una aleta en la punta de ala fue en 1897. Un ingeniero inglés lo introdujo en su avión para intentar controlar los vórtices que aparecían en la punta de ala. Pero espera, nos estamos adelantando al siguiente apartado.

Para qué sirven los winglets de un avión

La sustentación de un avión se produce gracias a la diferencia de presión del aire entre la parte inferior (intrados) y la superior (extrados) del ala. Ahora bien, en el extremo del ala no hay nada que separe ambos lados, y el aire de abajo que está a una presión mayor tiende a subir y juntarse con el aire de la parte de arriba. 

Como consecuencia de este movimiento del aire, se generan unos torbellinos que se convierten en una fuente importante de resistencia aerodinámica. Y este es el problema, que los torbellinos frenan el avión.

La utilización de las aletas de punta de ala reduce considerablemente el tamaño de los vórtices, básicamente porque evita que el aire de abajo se junte con el de arriba. Esto se traduce directamente en una menor resistencia aerodinámica y por tanto menor consumo de combustible. Y como esto es hoy en día algo que se busca sin descanso, estas pequeñas aletas se siguen desarrollando y optimizando al máximo.

Winglets vs Sharklets

Quizás hayas escuchado el nombre «Sharklets» y te preguntes cuál es su relación con los winglets. El término, inspirado por la forma de aleta de tiburón (shark en inglés) fue adoptado por Airbus cuando introdujo un nuevo diseño de winglets en sus aviones de la familia A320.

En el siguiente apartado lo veremos en detalle, pero en su día los sharklets generaron polémica por su gran similitud con los blended winglets, los winglets del Boeing 737-800. Los «inventores» de los blended winglets, la empresa Aviation Partners, aseguran que los sharklets de Airbus están basados en su idea, y en su momento exigieron una retribución económica a Airbus.

Tipos de winglets

Winglet

Es el nombre «genérico», si hablas de winglets todo el mundo sabe a qué te refieres. Específicamente, se denomina winglet al diseño más básico y sencillo, a la aleta que se añade en la punta del ala para hacer de barrera contra los torbellinos.

Wingtip fence

Los wingtip fence son una variante más discreta de los winglets (y que a mí personalmente me encanta). Fue introducida por Airbus en la familia A320, y como su nombre indica, es una «barrera» de punta de ala. Sobresale tanto por arriba como por abajo, para evitar que el aire a mayor presión «se escape» de debajo del ala.

Blended winglet

Los blended winglet fueron la solución optimizada que encontró Boeing para minimizar la resistencia inducida. Mucho más grandes y llamativos que los anteriores, estos empezaron a ser conocidos como los winglets del Boeing 737-800 porque se introdujeron masivamente en este modelo. Se caracterizan por ser como una mini pared vertical, con una transición suave, como si fuera una prolongación del ala.

Sharklet

Parece ser que Airbus se dio cuenta de que el diseño de los blended winglets era algo mejor que los wingtip fences en términos de resistencia aerodinámica. En concreto, Airbus estimó que los sharklets reducían el consumo en un 3.5%, por lo que rápidamente empezaron a equipar a los A320 con este sistema.

Dado que el término winglet se asociaba directamente con los blended winglets del Boeing 737-800, Airbus bautizó a su diseño con el nombre de sharklets en referencia a su forma de aleta de tiburón.

Por otro lado, con el desarrollo del A350, los ingenieros de Airbus tuvieron la oportunidad de diseñar desde el principio los sharklets conjuntamente con el ala. El resultado es una punta de ala mucho más esbelta, con un sharklet muy estilizado y en mi opinión mucho más elegante que los del A320. ¿No os parece?

Split Scimitar Winglet

Como decía al principio, los ingenieros no cesan de trabajar para maximizar la eficiencia de los aviones. Y en Boeing no iban a ser menos. En 2016 le dieron una vuelta de tuerca más a los blended winglets, afilando más aún el perfil superior y añadiendo una nueva aleta en la parte inferior del ala. Por su similitud con las cimitarras, esas espadas curvas y afiladas de Oriente Medio, le llamaron split scimitar winglets.

Los nuevos dispositivos de punta alar, además de tener un diseño mucho más agresivo, consiguen mejorar la eficiencia del avión en un nada despreciable 2%. Ahora bien, mi comentario impopular: para mí no deja de ser una variante grande de los wingtip fences de Airbus.

En cualquier caso, el diseño debió calar entre los ingenieros de Airbus porque un año más tarde dieron una sorpresa en el Paris Airshow. Presentaron entonces una nueva variante del A380 (a la que llamaron A380 plus) que llevaba nada más y nada menos que unos «winglets mejorados». Casualmente cambiaron los wingtip fences que llevaba el A380 clásico por algo muy parecido a los split scimitar winglet.

Raked wingtip

Finalmente, mi solución favorita a los problemas de torbellino de punta de ala: los raked wingtips. Resulta que Boeing intentó diseñar un ala que no necesitara winglets, en la que la propia forma de la punta del ala deflectara el flujo de aire de manera que no se generen torbellinos. El resultado fue una punta de ala muy larga, afilada y con cierto ángulo de torsión, que incluso funciona mejor que los winglets clásicos. Son los raked wingtips.

Pero estos tienen dos pequeños problemas. El primero es que son más eficientes que los winglets, pero solo durante la fase de crucero. Durante el ascenso y el descenso no son tan eficaces, por lo que Boeing los utiliza únicamente en los aviones de largo alcance como en el Boeing 787. En estos aparatos, la fase de crucero es muchísimo más larga que las otras fases del vuelo. En un Boeing 737, que realiza trayectos muchos más cortos, no merece la pena.

El segundo problema es que la envergadura (la longitud de las alas) aumenta considerablemente para que los raked wingtips tengan la forma óptima. Un avión con demasiada envergadura puede tener problemas en el aeropuerto, ya que el ancho de los puestos de estacionamientos es limitado. Para el 787 era suficiente, pero introducir raked wingtips en el nuevo Boeing 777X lo convertiría en un avión demasiado grande. ¿Y qué se les ocurrió a los de Boeing? Sí, raked winglets plegables en tierra, y que se despliegan antes del despegue:

Conclusión

Si has leído el artículo atentamente, te habrás dado cuenta de que yo defendía que Airbus hacía los winglets más bonitos, pero que los raked wingtip de Boeing son mis favoritos. Bueno, técnicamente la solución del fabricante americano no son winglets, así que mantengo todo lo que he dicho.

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