The Boeing Company y IBM Quantum unen fuerzas para descubrir nuevos materiales que resistan el deterioro a toda costa.
La corrosión es un dolor cotidiano para la industria aeroespacial. El deterioro del metal en las aeronaves provocado por las condiciones medioambientales repercute en la economía de las compañías fabricantes cada año. Hablamos de costos que ascienden a los miles de millones de dólares.
Sin embargo, la computación cuántica está contribuyendo a la solución de este pequeño gran inconveniente llamado corrosión.
¿Por qué se corroen los materiales aeronáuticos?
La corrosión es un proceso de deterioro natural en metales refinados, y se genera por la interacción que tiene el material con la humedad del entorno. En el sector aeroespacial, esto es algo que ocurre frecuentemente por las condiciones donde las naves, sean aviones o helicópteros, operan.
«La corrosión se produce en presencia de un electrolito corrosivo. Para la industria aeroespacial, se trata sobre todo de finas películas que se forman en la superficie de los vehículos cuando funcionan en un entorno húmedo», explica Kristen Williams, becaria técnica asociada y directora del grupo de investigación de métodos computacionales matemáticos aplicados de Boeing. «En cualquier lugar donde haya mucha humedad, o casos en los que la humedad oscile entre condiciones secas y húmedas, se pueden formar esas películas en las superficies. Y si la superficie no está protegida, puede provocar corrosión».
Simular la corrosión para mejorar los materiales aeronáuticos
La colaboración entre Boeing e IBM Quantum ha resultado en avances significativos. Los expertos combinaron su experiencia en ingeniería de corrosión con el poder de la computación cuántica de IBM, desarrollando dos nuevas técnicas para simular procesos clave en la corrosión, como la conocida «reducción del agua».
El objetivo es hacer cálculos para caracterizar la corrosión en los materiales existentes y, con el tiempo, proponer un nuevo material que sea más resistente a la corrosión que lo que tenemos hoy en día.
«Nuestro objetivo era desarrollar una descripción muy precisa y la comprensión de las tasas cinéticas de las reacciones que impulsan la corrosión», explica Kristen Williams. «Nos acercamos al nivel microscópico y estudiamos cómo reaccionan las películas de agua en la superficie del metal una vez formadas».
Con esto, los investigadores pueden modelizar y comprender dichas reacciones de manera precisa con el computador cuántico.
«Queríamos tomar un paso de la reacción de corrosión —en este caso, la división de una molécula de agua en una superficie de magnesio— e investigar si podía simularse eficazmente con ordenadores cuánticos», señala Mario Motta, Investigador científico senior de IBM Research. «Este proceso, que llamamos reducción del agua, es el iniciador de una cadena de reacciones de corrosión, por lo que simularlo es un paso importante hacia la simulación de la reacción de corrosión completa».
Un futuro prometedor para la colaboración de IBM Quantum y Boeing
El futuro de esta colaboración promete nuevas exploraciones para comprender mejor las reacciones químicas involucradas en la degradación de materiales en diferentes entornos. Boeing e IBM Quantum están comprometidos a seguir trabajando en cómo la computación cuántica puede ofrecer soluciones aún más efectivas en la constante lucha contra la corrosión.
Este es solo el inicio de un camino prometedor, donde la ciencia, la tecnología y la innovación se unen para enfrentar uno de los desafíos más persistentes en la industria moderna.