El aumento de la fracción de componentes no metálicos empleados en las aeronaves ha suscitado preguntas acerca de la conductividad eléctrica. Un proyecto financiado con fondos de la Unión Europea ha utilizado la nanotecnología para desarrollar innovadores materiales compuestos multifuncionales que pueden conducir la corriente eléctrica con eficiencia.
La incorporación de nanotubos de carbono (NTC) en una matriz polimérica ofrece el potencial para la creación de materiales con propiedades multifuncionales. No obstante, será necesario superar varios problemas antes de poder introducir nanopartículas conductoras eléctricas en laminados de materiales compuestos poliméricos. Por ejemplo, el aumento de la viscosidad de la resina y la filtración de nanopartículas dan como resultado laminados defectuosos. Otro tema importante relacionado con un mayor uso de polímeros reforzados con fibras de carbono (CFRP) es la falta de métodos fiables para el control de calidad.
El equipo del proyecto ELECTRICAL (Novel aeronautical multifunctional composite structures with bulk electrical conductivity and self-sensing capabilities), financiado con fondos de la UE, trabajó para seguir desarrollando el gran potencial de las innovadoras resinas nano-reforzadas en cuanto a sus propiedades eléctricas y mecánicas.
Sus científicos investigaron métodos emergentes alternativos para la fabricación de materiales compuestos nano-reforzados basados en carbono que fueran compatibles con los procesos actuales de fabricación industrial de materiales compuestos. Se consideró el uso de varias tecnologías punta de fabricación para transformar los nanorrellenos de NTC en materiales preformados, preimpregnados o «buckypapers» multifuncionales, que luego pudieran utilizarse en estructuras de CFRP. La incorporación de nanorrellenos en fibras termoplásticas endurecidas o en láminas no tejidas ayudó a superar los efectos del aumento de la viscosidad de las resinas y la filtración.
ELECTRICAL aprovechó las propiedades de los NTC para dopar resinas poliméricas con el objetivo de desarrollar innovadoras estructuras de materiales compuestos multifuncionales con conductividad eléctrica en volumen y funciones de autodetección.
El mapeado dieléctrico contribuyó a la supervisión y la optimización del proceso de curado del CFRP. Esta técnica aprovecha la conductividad eléctrica de los NTC para realizar mediciones eléctricas no invasivas del material cerca del sensor dieléctrico. Además, el comportamiento piezorresistivo de los NTC permitió el desarrollo de innovadoras estructuras de CFRP con capacidad de autodetección distribuida o localizada para facilitar la garantía de calidad del componente final.
Las actividades y los resultados obtenidos por ELECTRICAL deberían contribuir al aumento de la competitividad de las empresas aeronáuticas europeas frente a sus homólogas internacionales. El mercado principal son las piezas de fuselaje, fabricadas en materiales compuestos, para la próxima generación de aeronaves de gran tamaño. Además, los composites avanzados pueden ser aplicables en otros mercados, como el espacial, el automotriz y el ferroviario.
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