Estudio de multifuncionalidad en materiales basados en organosheets
En un contexto industrial donde los materiales deben ser cada vez más ligeros, resistentes, sostenibles y funcionales, los organosheets están posicionándose como una solución estratégica dentro del campo de los composites termoplásticos. Estas láminas reforzadas, que combinan fibras técnicas con matrices poliméricas termoplásticas, han demostrado ser una alternativa eficaz para sustituir componentes metálicos o compuestos termoestables en aplicaciones estructurales. Sin embargo, el verdadero potencial de esta tecnología reside en su capacidad para evolucionar hacia soluciones multifuncionales, donde además de aportar propiedades mecánicas, los materiales desempeñan funciones activas como la resistencia al fuego, el apantallamiento electromagnético, la conducción térmica o eléctrica, e incluso el almacenamiento de energía.
La base de estos desarrollos se encuentra en el diseño multicapa del propio organosheet. A través de un enfoque de ingeniería por capas, es posible incorporar propiedades específicas en determinadas zonas del laminado, integrando compuestos funcionales directamente en la matriz termoplástica o a través del uso selectivo de determinados tipos de fibra. De esta manera, se puede adaptar el rendimiento del material a las exigencias particulares de cada aplicación, desde componentes automovilísticos o aeronáuticos, hasta soluciones técnicas para electrónica avanzada o construcción ligera.
En AIMPLAS trabajamos en el desarrollo de organosheets que utilizan matrices como polipropileno, poliamidas, policarbonato o materiales de alto rendimiento como el PEEK, que ofrecen excelentes propiedades mecánicas y térmicas, además de ser procesables mediante tecnologías industriales como el termoformado o el moldeo por inyección híbrido. Estos polímeros son reforzados con tejidos de fibra de vidrio, carbono o aramidas, que aportan rigidez, tenacidad y resistencia al impacto. También estamos explorando el uso de fibras naturales como el lino o el kenaf, lo que permite introducir criterios de sostenibilidad y economía circular en el diseño de estos compuestos.
Composites con funcionalización específica
Uno de los principales objetivos de funcionalización es la mejora del comportamiento frente al fuego. A través de la incorporación de retardantes de llama en la matriz de capas externas del organosheet, se puede reducir significativamente la inflamabilidad del material sin comprometer su integridad estructural ni su procesabilidad. Estas formulaciones permiten cumplir con normativas como UL94 o EN 45545, lo cual es fundamental en sectores como el ferroviario, la automoción o la aeronáutica.
Otra línea estratégica es la incorporación de propiedades de blindaje electromagnético, especialmente relevantes en el contexto actual de electrificación y digitalización. La integración de cargas conductoras como nanografeno, nanotubos de carbono o partículas metálicas, así como el uso de fibras de carbono en capas exteriores, permite bloquear o disipar interferencias electromagnéticas. Esto convierte a los organosheets en materiales idóneos para el encapsulado de componentes electrónicos, baterías o dispositivos sensibles en vehículos eléctricos y sistemas aeroespaciales.
Además, estamos desarrollando formulaciones que aportan conductividad térmica y eléctrica al laminado. Gracias a la incorporación de aditivos como grafito expandido o polímeros conductores, el material puede gestionar mejor la disipación del calor en zonas activas, reducir acumulaciones de carga electrostática o incluso actuar como elemento funcional en sistemas electrónicos. Esta capacidad se traduce en una mejora del rendimiento térmico de los componentes, así como en una mayor fiabilidad de los sistemas integrados.
Nuevos Horizontes: Organosheets como condensadores
En fases más avanzadas de investigación, estamos abordando la posibilidad de que los propios organosheets funcionen como dispositivos de almacenamiento de energía. Esto se consigue mediante la inclusión de capas con materiales electroactivos o polímeros funcionales que actúan como electrodos, creando estructuras capaces de almacenar y liberar energía, como si se tratase de supercondensadores estructurales. Este concepto, que combina función mecánica y función energética en un único material, abre una vía innovadora para el desarrollo de componentes más ligeros, integrados y eficientes, especialmente en sectores como la aeronáutica, la defensa o la movilidad eléctrica.
El diseño por capas permite jugar con combinaciones de fibras, matrices y compuestos funcionales para crear materiales “a la carta”, optimizados para cada uso final. Al centralizar múltiples propiedades en un solo laminado, se reducen los procesos de ensamblaje, se eliminan componentes adicionales y se mejora la eficiencia global del sistema. Además, el uso exclusivo de matrices termoplásticas permite que estos organosheets puedan ser reciclados o reutilizados al final de su vida útil, contribuyendo así a los objetivos de sostenibilidad y circularidad que guían las estrategias industriales actuales.
Desde AIMPLAS estamos impulsando esta línea de desarrollo con una visión clara: transformar el papel de los materiales compuestos en sectores clave, ofreciendo soluciones que no solo soporten esfuerzos mecánicos, sino que también actúen, protejan y aporten valor añadido a lo largo de todo el ciclo de vida del producto. Los organosheets multifuncionales representan, por tanto, una de las rutas más prometedoras hacia una industria más eficiente, sostenible e inteligente.
Autor: Fernando Ramos – AIMPLAS Sustainable and Future Mobility Group
