09/04/2014 - Los composites en el sector aeronáutico

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En el sector aeronáutico los criterios impuestos de prestaciones para los materiales empleados son  mucho mayores que en otras áreas. Son aspectos clave el bajo peso, la alta resistencia mecánica, alta rigidez y buena resistencia a la fatiga.

Los composites se utilizaron por primera vez en aviación militar en cantidades significativas. Las primeras aplicaciones fueron en radomos y luego en estructuras secundarias y componentes internos. Sin embargo, el módulo de flexión de la fibra de vidrio es bajo en comparación con el de los metales,  por lo que no fue hasta la introducción de los refuerzos de fibra de carbono que se desarrollaron estructuras primarias de materiales compuestos.

Hoy en día, los materiales compuestos son ampliamente utilizados, y esto ha sido el resultado de una sustitución gradual y directa de los componentes metálicos, seguido y apoyado por el desarrollo de diseños integrales con materiales compuestos a medida que la confianza en éstos ha ido aumentando.

La demanda de composites en el sector aeronáutico

Con un empleo ya de más del 50% del peso total de la aeronave,  la demanda de aviones más ligeros y energéticamente más eficientes asegura que existen grandes oportunidades en la industria aeroespacial para los fabricantes de piezas de material compuesto durante los próximos diez años. El uso de materiales compuestos en la industria aeroespacial está todavía en fase de curva de aprendizaje, y se tendrán que hacer mejoras inminentes en los procesos de producción en particular para que el mercado pueda alcanzar su máximo potencial. La consultora Visiongain estima que el valor del mercado mundial de materiales compuestos para el sector aeroespacial alcanzó los 9.6 mil millones de dólares en 2013.
Aunque el uso de materiales compuestos varía entre los diferentes tipos de aviones, la tendencia en el futuro es un mayor uso de composites en todas las aeronaves, de acuerdo al último informe de  Research and Markets “Opportunities for Composites in the Global Aerospace Market 2013 – 2032".

El informe analiza el mercado de materiales compuestos avanzados, y sus volúmenes y valor de mercado correspondiente, que se espera que llegue sólo en EE.UU. a 4.5 mil millones de dólares para el año 2022. Research and Markets prevé un crecimiento en todos los sectores de la aviación civil y, en términos de unidades de aviones, la mayoría de las entregas será en el negocio de reactores y en las líneas de producto de aeronaves de un solo pasillo. Asimismo se espera que los segmentos de más rápido crecimiento sean las líneas de producto de 200 a 350 asientos con doble pasillo, grandes aviones regionales y aviones de negocios muy ligeros.

Composite (Fuente: Wikipedia)

Innovaciones y tendencias

La sostenibilidad medioambiental es también una de las principales tendencias del sector. En esta línea trabajamos estamos trabajando desde AIMPLAS, acabamos de completar el desarrollo de un nuevo biomaterial elaborado a partir de fuentes renovables reforzado con fibra de lino. El innovador material es un 60% más ligero que la fibra de vidrio, es más fácil de reciclar y los paneles resultantes presentan un coste de producción más ajustado, ya que se ha logrado reducir el número de procesos necesarios para su  fabricación. Esto supone además una reducción del consumo energético.

La máxima en aeronáutica es emplear materiales que cumplan simultáneamente las exigencias de altas prestaciones mecánicas y de bajo peso para obtener ahorros energéticos, y en este aspecto la nanotecnología tiene mucho que aportar. Así por ejemplo los nanotubos de carbono presentan una resistencia y una rigidez muy superior a la de otros, lo que los hace ideales para la ingeniería aeronáutica. A través de la nanotecnología se está dotando al plástico de mayores propiedades para sustituir a otros materiales. Sería el caso de  los plásticos con  propiedades de conductividad eléctrica, que se podrían aplicar en sustitución de elementos y cables conductores del avión habitualmente fabricados con metales como cobre o aluminio, y también en las pantallas de televisión de las aeronaves.

En el caso de los recubrimientos ya se trabaja en la aplicación de retardadores de fuego o el incremento de la resistencia a elevadas temperaturas. Otro ejemplo sería el recubrimiento antiadherente desarrollado por AIMPLAS que evitaría que el hielo y la nieve se adhirieran a la superficie de los aviones, mejorando la seguridad y abaratando costes al prescindir de los sistemas antihielo.

Más allá de los materiales, otra tendencia en el sector aeronáutico es la optimización de los procesos de producción. El objetivo es  reducir los tiempos de fabricación y los costes mientras se  consigue mayor homogeneidad en las piezas. En este sentido, una incipiente tecnología para mejorar los procesos de fabricación en el sector es la tecnología microondas, que sustituye a la tradicional fabricación en autoclave, consiguiendo reducir a la mitad el tiempo de fabricación y hasta un 70% el consumo de energía y evitando un 80% de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles. Innovadoras tecnologías y materiales que ya son una realidad y marcarán el futuro del sector.

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AIMPLAS / Instituto Tecnológico del Plástico

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