By NOAA

En la década de los años 1930 un zoólogo británico estudioso del movimiento de los animales, James Gray, llegó a la conclusión de que los delfines alcanzaban velocidades superiores a las que podía esperarse de la geometría de sus aletas y capacidad muscular. Dedujo que la única explicación razonable era que su piel ofrecía una resistencia al avance muy reducida. Muy pronto se comprobó que no eran únicamente los delfines los que nadaban a una velocidad difícil de entender, ocurría exactamente lo mismo con los tiburones, como el mako o marrajo que alcanza los 68 kilómetros por hora.

Tuvieron que transcurrir unos treinta años hasta que, en Alemania, el ingeniero aeronáutico Max Kramer explicara que la piel de estos animales dotada de surcos microscópicos, o pequeñas costillas, alineadas en la dirección de la corriente, inducía la formación de vórtices capaces de estabilizar el flujo. En estas condiciones se reducía la formación de turbulencias y disminuía significativamente la resistencia que ofrecía la superficie del animal en contacto con el fluido. Un descubrimiento que contradecía la aparente evidencia de que mantener perfectamente pulidos el fuselaje y los planos de las aeronaves era lo mejor que podía hacerse para minorar la resistencia.

Durante las décadas de 1970 y 1980, el Centro de Investigación Langley de la NASA, efectuó varios estudios del comportamiento del flujo en distintas condiciones de velocidad y temperatura y la disminución de resistencia que se producía al introducir canales, surcos, dentículos o costillas, similares a los de la piel de los tiburones en la superficie en contacto con la corriente de un fluido. Se midieron reducciones del orden del 10%. En 1986 la NASA hizo públicos varios documentos en los que se exponía el extraordinario potencial del uso de esta tecnología para reducir el consumo de combustible de los aviones- El shark skin technology (tecnología de piel de tiburón) también era aplicable al resto de las modalidades de transporte.

A finales de la década de 1980 la empresa 3M, una de las pioneras en desarrollar películas, con las costillas incrustadas, que luego se adherían a la superficie del objeto móvil, avión o barco, empezó a realizar pruebas en aviones de Boeing y Airbus. En 1987, el yate Star and Strips 87 ganó la Copa de América con el casco revestido con este tipo de películas. Fue la primera vez que se hizo una utilización práctica de la tecnología de piel de tiburón. Desde entonces se ha vuelto a emplear con éxito en competiciones náuticas y aéreas.

A pesar de lo prometedor que parecía el uso de estas tecnologías para la industria aeronáutica, su introducción ha sido muy lenta. NASA y el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados, junto con Lufthansa Technik, las compañías 3M, BASF, Bionic Surface Technologies, Nikon Corporation, MicroTau y las líneas aéreas Lufthansa y SWISS, han desempeñado un papel importante en la implantación real de la piel de tiburón en la aviación comercial. La flota de Boeing 777 300 ER de SWISS fue la primera en incorporarla, en el año 2022; en 2023 Lufthansa Cargo empezó a aplicarla también a sus Boeing 777; Austrian Airlines y Delta han iniciado un proceso similar con alguno de sus Boeing 767 este año (2025).

Se han desarrollado tres métodos para aplicar la piel de tiburón: recubrimiento con películas, barnizado y formación de las costillas sobre esta capa y mecanizado de la superficie con láser. Cada una de ellas tiene sus ventajas e inconvenientes, pero el asunto más complicado es diseñar la topografía de las costillas o surcos, elementos muy pequeños cuya dimensión es del orden de 50 a 100 micras. Deben posicionarse orientados al flujo, que varía en cada parte del avión.

Lufthansa Technik y BASF han desarrollado la tecnología de película que se adhiere al fuselaje o las alas; el producto se conoce con el nombre de AeroSHARK. Lufthansa, SWISS y Austrian Airlines han adoptado esta solución. La aerolínea Delta ensayará el método fotolitográfico de la empresa australiana MicroTau para producir superficies biomiméticas. En vez de adherir una película, genera la reproducción 3D de la superficie que imita sobre un barniz curado con radiación ultra-violeta a través del correspondiente negativo.

El mecanizado con láser de la superficie para generar el acabado de piel de tiburón, en la industria aeronáutica se utiliza exclusivamente en la fabricación de componentes, como álabes o rotores. Los grandes fabricantes aún no han decidido mecanizar las superficies de alas y fuselajes imitando a los escuálidos.

El empleo de aviones cuyas alas y fuselajes presenten superficies con un aspecto similar al de la piel de los tiburones podría reducir el consumo de combustible de las aerolíneas en un 4%. Una cifra nada despreciable.