El presente y futuro de los materiales compuestos

Un material compuesto es una combinación a escala macroscópica de dos o más materiales para producir un tercer material.

El diseño de un material compuesto incluye el diseño del propio material y la estructura. Estos materiales tienen un comportamiento anisotrópico, lo cual es una ventaja inherente, ya que las diferentes orientaciones de las fibras pueden adaptarse según las distintas aplicaciones (0º, 90º, ±45º).

Su excelente comportamiento frente a corrosión, alta resistencia, buena relación peso-rigidez y su alto grado de integración, son otras de las ventajas del uso de estos composites. Concretamente, esta última permite un ahorro de peso considerable, lo que supone también ahorro de combustible y la posibilidad de aumentar la carga de pago de los aviones, siendo así más eficientes. composites-avanzados

La industria aeronáutica ha sido, hasta las últimas décadas, la abanderada de los materiales compuestos. Sus beneficios más que demostrados han hecho que otros sectores como el eólico, la automoción, el ferroviario o la construcción se hayan unido al uso de estos materiales. Antes, era el sector aeronáutico el que marcaba los pasos de la tecnología en composites; ahora, podemos hablar de tecnologías ping-pong en las que son otras industrias que llevan el paso aventajado y la industria aeronáutica la que extrapola estos conocimientos a sus procesos.

A nivel de materias primas, los materiales termoplásticos se presentan como la alternativa a los termoestables. Su principal ventaja es la reciclabilidad, en cambio necesitan altas temperaturas para ser procesados. La nanoingeniería de polímeros mejora las propiedades de los composites añadiendo nanorefuerzos en la matriz.

En este sentido, el grafeno seguirá siendo una de las tecnologías emergentes que darán mucho juego cubriendo carencias y mejorando la funcionabilidad de las aplicaciones finales. Los biocomposites también han visto aumentada su demanda. Este interés es debido a los beneficios que ofrecen desde el punto de vista medioambiental, ya que permiten reducir la dependencia de materias primas de origen fósil, así como las emisiones de gases invernadero a la atmósfera al final de su vida útil. fabricación-aditiva

En cuanto a la industria 4.0, los procesos fuera de autoclave y la integración en una única estructura ya son una realidad. Procesos cada vez más automatizados y la eliminación de operaciones intermedias, consolidándolas en una sola etapa, son algunos de los grandes retos. La industria eólica marina offshore, apunta a ser una de las grandes promesas en la fabricación de estructuras de materiales compuestos en los próximos años debido al aumento en la cadencia prevista para los próximos años.

La fabricación aditiva ha sido uno de los desarrollos más recientes que ha crecido de manera exponencial. Su fácil y rápido procesamiento de bajo coste y la posibilidad de fabricar piezas ad hoc han hecho que se presenten como una fuerte alternativa a los convencionales procesos de fabricación de estructuras. 

Este análisis de los composites fue el tema de reflexión en el foro de los materiales compuestos, COMPOSIFORUM, celebrado el pasado mes de junio en Zaragoza. Representaciones de diferentes centros de investigación, universidades y empresas, se reunieron para compartir sus últimos avances en este campo y dar a conocer su visión para los próximos años.

Rocío Ruíz Gallardo

Dpto. de Composites AIMPLAS

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