Garantía de calidad de los materiales compuestos
El proyecto ENCOMB (Extended non-destructive testing of composite bonds) se puso en marcha para hacer frente a la falta de procedimientos estandarizados de control de calidad. En particular, la tecnología de ensayos no destructivos (END) capaz de evaluar de manera fiable tanto las superficies de las estructuras compuestas como sus uniones adhesivas presenta dificultades de cara a la certificación. La resistencia de una unión adhesiva depende, entre otras cosas, de las propiedades fisicoquímicas de las superficies adheridas, del adhesivo y de la unión. Las propiedades fisicoquímicas se ven afectadas por una variedad de factores, por ejemplo, el grado de contaminación, los parámetros de curado, el envejecimiento y la activación después de un pretratamiento superficial. Por ello, uno de los objetivos del proyecto ENCOMB era la adaptación de métodos para la caracterización de las superficies adheridas previamente a la aplicación del adhesivo. El segundo objetivo importante era el desarrollo de técnicas para evaluar los componentes unidos. Los investigadores definieron esta tecnología de garantía de calidad recién desarrollada como de END ampliado. En primer lugar, se identificaron los escenarios de aplicaciones aeronáuticas más representativos. Se desarrollaron muestras adecuadas y se caracterizaron usando métodos de END ampliado. Los resultados se compararon con los obtenidos mediante una serie de métodos analíticos y de ensayo mecánico convencionales para evaluar su idoneidad para las distintas tareas de medición concretas. Entre otros, los investigadores utilizaron métodos ópticos como la vibrometría de barrido láser o la termografía activa y un ensayo de mojado para caracterizar el estado de las superficies adheridas. Se pusieron también a prueba técnicas basadas en sensores, como la de sensores de fibra óptica embebidos o la espectroscopía de impedancia electroquímica. Asimismo, se probaron técnicas de ultrasonidos no lineales y de excitación láser. En total se probaron treintaiuna tecnologías de END ampliado para la evaluación de las superficies adheridas y de las uniones adhesivas. Más concretamente, para cada uno de los escenarios de aplicaciones aeronáuticas se emplearon varias técnicas para detectar diferentes niveles de contaminación que superaron el proceso de validación. El conocimiento adquirido en relación con los efectos de degradación de las uniones guiará las mejoras de diseño necesarias. La implantación de una tecnología de evaluación fiable conducirá a un mayor uso de componentes PRFC para estructuras altamente integradas. Los ahorros previstos en el peso del armazón del fuselaje ascenderán a hasta un 15 %. Eso tendrá a su vez efectos adicionales en el tamaño y el peso del motor. Los ahorros de peso globales se traducirán en reducciones significativas del consumo de combustible y las emisiones de CO2 por pasajero-kilómetro.
Palabras clave
Materiales compuestos, polímeros reforzados con fibra de carbono, componentes aeronáuticos, uniones adhesivas, ensayos no destructivos
