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Nuevos biomateriales para la fabricación de aviones

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Nuevos biomateriales para la fabricación de aviones

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La mayoría de los aviones modernos están fabricados en gran parte de aluminio y fibra de carbono o compuestos de fibra de vidrio, que cada vez, juegan un papel más importante. Para las estructuras primarias o fusilaje externo, parece que no existe una alternativa clara a estos materiales, pero ¿Qué ocurre con las llamadas estructuras secundarias o paneles internos que no necesitan ser tan resistentes?

"Aquí, dentro del avión, podemos ver algunos de los materiales que estamos tratando de reemplazar con materiales de fuentes biológicas: pueden ser los paneles del techo, los paneles laterales y los compartimentos superiores. Actualmente están fabricados con este tipo de material muy liviano a la que se superpone una superficie de fibra de vidrio, pero ahora tratamos de reemplazarlo con fibras naturales de plantas de lino", explica Jens Bachmann, coordinador del proyecto ECO-COMPASS

Las fibras naturales son más ligeras que las de carbono. Requieren menos energía para su producción, son renovables y más efectivas para amortiguar el ruido. Los científicos de un proyecto de investigación europeo-chino están intentando aprovechar estas ventajas. Diseñan compuestos ecoeficientes basados en fibras de lino, fibras de carbono recicladas y resinas biológicas. Las recetas se van modificando para ajustarse a las características requeridas.

"El aspecto más importante que nos gustaría mejorar en estos materiales es la inflamabilidad; también queremos cambiar las características mecánicas mejorando la adhesión entre las fibras y la resina. Siempre tratamos de asegurarnos de que los nuevos materiales sean más livianos que los actuales", añade Jens

Las muestras de materiales bio-originarios de nueva producción son estudiados a fondo para entender su comportamiento en condiciones de vuelo. Este sistema de prueba detecta el campo de deformación de una muestra bajo carga de tracción. Basándose en este conocimiento, los investigadores pueden simular condiciones de carga complejas de varios elementos planos a través de modelos informáticos antes de probarlos in situ en los aviones.

"Necesitamos conocer los límites de este material antes de su aplicación normal para asegurar su efectividad real lo máximo posible", manifiesta Carmen Sguazzo, experta en materiales compuestos, INEGI.

La inflamabilidad es otra gran preocupación. La seguridad de los pasajeros requiere que todos los materiales interiores sean resistentes al fuego. El corcho, por ejemplo, con frecuencia, utilizado para compuestos, prende con facilidad. Las fibras naturales son muy inflamables, de ahí que los expertos sigan buscando soluciones.

"Nuestra investigación se centra sobre todo en la resistencia al fuego de estos nuevos materiales: cómo modificarla, cómo mejorarla, cómo proteger la superficie, si añadimos aditivos dentro de la resina para evitar que se que. Ese es el objetivo prioritario de este trabajo de investigación", opina Jacques Cinquin, experto en materiales compuestos, Airbus.

Los socios chinos del proyecto fabrican algunos de los compuestos de fuentes biológicas que luego se prueban en laboratorios europeos, en estrecha colaboración con las compañías aeronáuticas.

"Cooperamos con Airbus, por ejemplo, y también con la industria aeronáutica china para demostrar los nuevos materiales bioenergéticos. Esta es una buena combinación: buena para el medio ambiente, buena para los recursos y buena para su aplicación en la aviación", describe Xiausu Yi, coordinador del proyecto ECO-COMPASS y profesor de ingienería de los materiales, AVIC.

Sustituir todos los componentes planos de un avión por algo más ecoeficiente puede ser un objetivo a más largo plazo, pero modificarlos, incluyendo en su fabricación algunos productos naturales para hacerlos más competitivos es algo que veremos muy pronto en la práctica.

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