Detección y reparación in situ de defectos en aeronaves

Normalmente, más del 30 % de los costes medios del ciclo de vida de las aeronaves se deben a las inspecciones y reparaciones. En esta cifra no se incluye la pérdida de ganancias provocada por la inmovilización en tierra para la sustitución planificada de piezas, que representa pérdidas de unos 250 000 euros al día para los aviones comerciales inmovilizados.

Gracias a la financiación con fondos de la Unión Europea del proyecto ALAMSA (A life-cycle autonomous modular system for aircraft material state evaluation and restoring system) un grupo de científicos está desarrollando una tecnología punta de inspección no destructiva y nuevos materiales autorreparables. La supervisión continua in situ de la integridad estructural permitirá que la autorreparación se realice tempranamente, minimizando así las horas perdidas en tierra. Estas innovaciones contribuyen al mantenimiento inteligente de las aeronaves y representan un paso importante en el camino hacia aeronaves que no necesiten mantenimiento.

La supervisión no destructiva aprovecha técnicas vanguardistas de espectroscopía de onda elástica no lineal, que son un tipo innovador de técnicas de ultrasonidos vibroacústicos. Su sensibilidad es más elevada y son capaces de crear imágenes de zonas internas que no son accesibles mediante métodos convencionales. Además, pueden detectar una gran variedad de defectos en la integridad estructural, incluidas las microgrietas, las delaminaciones y la debilitación de las uniones adhesivas. Se desarrollaron y mejoraron varios tipos diferentes de métodos de creación de imágenes no lineales (creación de imágenes superficial o subsuperficial, tomografía e inversión temporal) y se probaron en una variedad de muestras y componentes fabricados con materiales compuestos.

Las funciones de autorreparación se centran en materiales activados térmicamente y materiales activados magnéticamente. Los materiales intrínsecamente autorreparables (activados térmicamente) se obtienen mediante la incorporación de agentes reparadores líquidos en una matriz de polímero termoestable compartimentada. Prometen ofrecer la capacidad de restaurar las propiedades mecánicas más de una vez gracias a procesos reversibles. Los materiales autorreparables extrínsecos consisten en nano o micropartículas magnéticas integradas en un polímero termoplástico estabilizado mediante enlaces iónicos (ionómero).

Se están utilizando numerosos modelos para apoyar el desarrollo de estas tecnologías innovadoras. Se dejará un legado duradero para proyectos futuros, al obtener información importante sobre la interacción no lineal entre las ondas y los defectos, aplicable al sector de la aviación y al de los materiales compuestos en general. El proyecto se ha promocionado ampliamente mediante una gran presencia en numerosas conferencias y exposiciones internacionales, así como mediante publicaciones en revistas científicas revisadas por pares.

Las tecnologías de control de calidad, inspección y mantenimiento que se están desarrollando en el marco del proyecto ALAMSA aumentarán la competitividad del sector aeronáutico europeo a la vez que mejoran la seguridad de sus pasajeros.