Capacidades de reparación avanzadas para componentes críticos de aviones
Muchas aplicaciones industriales hacen un uso generalizado de los materiales compuestos, que son más duraderos y proporcionan una mayor resistencia a la fatiga, en comparación con los metales. Una de las industrias que los aprovecha es el sector aeronáutico en el que los materiales compuestos ayudan a reducir el peso de los aviones, lo cual resulta directamente en una reducción del combustible que se quema por pasajero, junto con unos menores costes asociados. Este crecimiento de la demanda de materiales compuestos ha generado una industria auxiliar para mantenerlos y repararlos. El proyecto COLOMBUS-2, financiado con fondos europeos, fue creado por GMI con el fin de desarrollar el equipo de reparación necesario para el pegado con adhesivos y los parches inteligentes de elevado rendimiento, de forma que permitiera realizar un seguimiento de la salud estructural de los componentes críticos de los aviones. El equipo de investigadores desarrolló y validó nuevas soluciones de reparación de materiales para aviones de última generación fabricados totalmente con materiales compuestos, como el A350 y el B787. El proyecto constaba de una solución de calentamiento adaptable (AdaptHEAT), una manta térmica recortable (CONDUCTOR) y un sistema de aplicación portátil (OLGA). Junto con las metodologías que llevan asociadas, estos elementos proporcionan a la industria aeronáutica nuevas capacidades de reparación que ayudan a aumentar la eficiencia de los aviones, a la vez que reducen costes. Soluciones de reparación de materiales compuestos Los daños en los aviones suelen ser ocasionados por factores externos, ya sea durante el vuelo (granizo, impactos de aves, etc.) o en tierra (impacto de vehículos o herramientas, etc.). Estos factores pueden provocar daños estructurales como abolladuras, rayaduras o deslaminaciones, o en casos más graves podrían perforar la estructura, lo cual haría peligrar considerablemente la seguridad. Las soluciones de materiales compuestos para las estructuras de aviones pueden suponer unos ahorros superiores al 50 % en comparación con los aviones de metal, sin mencionar su impacto positivo sobre el medio ambiente gracias a la reducción de las emisiones de CO2 y NOx, entre otras. Sin embargo, para que las soluciones de materiales compuestos sean viables y que los aviones vuelen de forma segura según lo previsto, las reparaciones estructurales deben ser rápidas, fiables y económicas. Una reparación de materiales compuestos suele conllevar el pegado y curado (polimerización) de un parche de reparación de material compuesto diseñado adecuadamente, a una temperatura estrictamente especificada (normalmente entre 120-180 ºC) durante un período de tiempo definido (normalmente 1-2 horas). Sin embargo, este proceso requiere unos elementos de calentamiento especializados para conseguir la temperatura designada dentro de unos estrictos márgenes de tolerancia (máx. +/- 5 ºC) en cualquier ubicación del avión. Entre otras innovaciones, el equipo logró desarrollar estos elementos de calentamiento adaptados (ajustando el sistema de calentamiento a la estructura y no viceversa), junto con un método de aplicación de presión positiva para estructuras complejas de materiales compuestos de aviones. El Sr. Roland Chemama, coordinador del proyecto, añade: «Lo que más impresionó a nuestros homólogos fue la manta recortable CONDUCTOR para las reparaciones, lo cual simplemente resulta imposible con la tecnología actual. Desde un punto de vista práctico, cualquier tipo de reparación de material compuesto unido que se indique podría aplicarse utilizando el equipo GMI Aero». Incremento del rendimiento de los aviones con unos menores costes de fabricación Los resultados de COLOMBUS-2 siguen eficazmente la línea de la ambición europea de una mayor seguridad y comodidad para los pasajeros y una reducción de los retrasos y los precios de los billetes. Asimismo, resulta clave la contribución a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y el ruido. Además, las nuevas tecnologías que mantienen la competitividad de la industria generarán directamente nuevos puestos de trabajo, a la vez que refuerzan la base tecnológica de la Unión Europea y contribuyen a la expansión y el crecimiento de las pymes con un alto nivel de I+D. Debido al hecho de que el mercado aeronáutico es un mercado muy regulado, el equipo de desarrollo polivalente de COLOMBUS-2 se fijó como objetivo unas soluciones a medida con un plazo de comercialización reducido. De hecho, algunos de los equipos ya figuran en los manuales de reparación estructural de varios grandes fabricantes aeronáuticos. En cuanto al futuro, el Sr. Chemama explica: «Actualmente, nuestra prioridad es seguir ampliando la automatización y normalización de las reparaciones, junto con un incremento de la gama de estructuras reparables (que no deben desecharse). Dado que los aviones son más avanzados, también deben serlo los métodos de reparación».
Palabras clave
COLOMBUS-2, materiales compuestos, metal, avión, emisiones, tratamiento por calor, aplicación de presión positiva, pasajeros, comodidad, seguridad, reparación