Nuevos procesos para reparar los daños de las estructuras de aviones fabricadas con materiales compuestos
Quizá muchas personas imaginan que las armazones de los aviones comerciales están fabricadas únicamente de metal. Sin embargo, en los aviones de pasajeros más recientes, incluidos el Airbus A350 y el Boeing B787, varias piezas importantes de las estructuras están formadas por materiales compuestos, por ejemplo las alas, los fuselajes y las superficies de control. El principal material son los polímeros reforzados con fibra de carbono (PRFC), cuyo uso aligera y refuerza el avión. Los aviones sufren daños continuamente. El problema es que las piezas de PRFC pueden resultar difíciles de reparar. Este tipo de material además complica la tarea de valorar cuándo requieren una reparación. Un problema específico que presenta es la delaminación a causa de los impactos. El hecho de que resulte tan difícil reparar las piezas de los aviones alarga los plazos y eleva los costes.
Procesos nuevos
El proyecto financiado con fondos europeos NEWCORT desarrolló métodos nuevos para la reparación de PRFC y los instrumentos asociados para llevar a cabo las reparaciones. Uno de los procesos desarrollados permite calentar y polimerizar homogéneamente nuevos tipos de resina, que se endurecen a 120-140 °C, en torno a formas curvas complejas. El proceso también incluye técnicas avanzadas para la eliminación de material y la preparación de superficies, ampliando así el abanico de opciones de reparación de los PRFC. «El resultado más interesante ha sido nuestra metodología AdaptHeat», explica George Kanterakis, coordinador del proyecto, «es decir, un conjunto de equipos y procesos que permiten el adecuado endurecimiento de estructuras complejas». El endurecimiento de las resinas poliméricas implica el refuerzo del material. Un factor clave es el control de la temperatura, puesto que el material es muy sensible a las variaciones leves. Una pequeña desviación puede afectar a la resistencia final del material.
Formación y seminarios
Basándose en procesos de reparación física innovadores, NEWCORT impulsó además una serie de seminarios de desarrollo profesional dedicados ala reparación de compuestos adheridos y los modos de transferencia térmica, así como a su aplicabilidad a las armazones de aviones. Sus participantes tienen acceso a los resultados de investigación más recientes, tanto de NEWCORT como de la comunidad académica en general. Los seminarios también ofrecen a los participantes demostraciones y ejemplos prácticos, sin olvidar la oportunidad de poder probar los métodos. Por consiguiente, los asistentes reciben toda la información sobre los nuevos procesos y serán capaces de aplicarlos de forma segura incluso en estructuras esenciales para la seguridad. Los principales clientes para los innovadores procesos de reparación serán las aerolíneas y los centros de revisión y reparaciones de mantenimiento. Gracias a los avances de NEWCORT, esas empresas podrán aumentar la variedad de opciones de reparación de materiales compuestos. Además, los nuevos procesos contribuirán a reducir el tiempo necesario para las reparaciones, en particular la preparación y las valoraciones térmicas. El proyecto tuvo que superar ciertos desafíos. «Uno de ellos fue evitar ser demasiado teóricos para el usuario final, pero sin perder el carácter rupturista de las soluciones», señala Kanterakis. «Gracias a un prolongado proceso iterativo, respaldado por usuarios finales de todo el mundo, estamos convencidos de que nuestros resultados de I+D ahora pueden trasladarse a los hangares aeronáuticos». Atribuye el éxito alcanzado a la estrecha colaboración entre equipos multidisciplinarios con especializaciones y procedencias dispares. Los investigadores ya han comenzado una campaña intensiva de divulgación y aprovechamiento que durará varios años. El proyecto NEWCORT desarrolló innovadores procesos para la reparaciones de piezas de las estructuras de aviones fabricadas con materiales compuestos y la formación necesaria para utilizar tales métodos. Los procesos nuevos reducirán los costes de reparación y contribuirán a mantener en funcionamiento los aviones más modernos y eficientes durante mucho tiempo.
Palabras clave
NEWCORT, avión, PRFC, estructura del avión, procesos de reparación, AdaptHeat, polímeros reforzados con fibra de carbono
