La industria está en constante cambio y la pandemia abrió la puerta a retos y oportunidades en la cadena de suministro de áreas industriales, como la aeroespacial, en donde se realizan investigaciones para crear materiales y procesos más eficientes, algunos usando manufactura aditiva y resinas en la fabricación de piezas de fibra de carbono.
Óscar Martínez, profesor investigador del Institute of Advanced Materials for Sustainable Manufacturing del Tec de Monterrey, comenta en entrevista con TecScience, que trabajan continuamente en la creación de estos compuestos para aviones, satélites y otras aplicaciones, junto con empresas especializadas como Honeywell Aerospace, Safran Aerospace, GE Aerospace y Horizontec, entre otros.
Bajo el proceso tradicional, la fibra de carbono y la fibra de vidrio son muy difíciles de reutilizar; así que generan basura y contaminación, por lo que trabajan con una alternativa: la resina epóxica.
Además, se busca que con estas resinas, los materiales tengan propiedades mecánicas y de durabilidad iguales o mayores a las que tendrían los materiales tradicionales como el aluminio, acero y otros.
Resinas y compuestos en la industria aeroespacial
Una de las principales áreas en la que se trabaja en la industria aeroespacial es en encontrar la forma de crear materiales más ligeros y resistentes para aviones, satélites e incluso cohetes espaciales.
Algunas de las partes metálicas de estas aeronaves han sido reemplazadas por otros compuestos, usualmente más ligeros, como la fibra de carbono y la fibra de vidrio, que son fabricados usando resinas epóxicas, sin embargo, aún tienen algunas áreas de oportunidad.
Una de ellas es la resistencia mecánica, es decir, la durabilidad que tendrán las piezas con respecto a las piezas tradicionalmente hechas de algún metal.
Martínez explica que colaboran junto con Safran Aerospace en un proceso de esta empresa, en el que buscan identificar cuáles son los mejores parámetros para procesar una resina epóxica durante la creación de un material de fibra de carbono o fibra de vidrio.
Al encontrar los mejores parámetros para su creación, usando estas resinas, se pueden lograr materiales con propiedades mecánicas iguales o incluso superiores.
“¿Qué ventajas tiene? Primero que nada podemos mejorar su resistencia mecánica, que sea un diseño más robusto, pero también de bajo peso; también se reduce la cantidad de volumen del material usado. Al final tienes un producto más ligero, con menor tiempo de producción y más sustentable porque usan menos material”, añade el investigador.
Dando pasos hacia materiales sustentables
Otro de los retos en la creación de piezas y materiales de fibra de carbono, es la baja posibilidad de que estos compuestos sean reciclados o reutilizados.
“Es una de las problemáticas que tienen los materiales compuestos, pero, si nosotros podemos volver a reutilizar la fibra, sería una gran ganancia”, explica Martínez.
El investigador explica que reutilizar es más sencillo que reciclar, ya que para este segundo proceso se requiere usar energía u otros elementos para poder separar los compuestos, por lo que una de las soluciones que están buscando es facilitar este proceso usando una resina epóxica especial.
Para esto, el Institute of Advanced Materials for Sustainable Manufacturing trabaja en un proyecto con el Southwest Research Institute (SwRI), para mejorar una resina que se utiliza en la creación de la fibra de carbono.
En el proyecto participan Alex Elías, líder de la Unidad de Desarrollo Acelerado de Materiales en el instituto, junto con Matthew Kirby, científico de la división de ingeniería mecánica del departamento de ingeniería en materiales del SwRI.
Esta resina que desarrollan puede ayudar en hacer el proceso más eficiente pero además los compuestos de fibra de carbono y fibra de vidrio serían más sencillos de reciclar o reutilizar.
“Lo que nosotros queremos hacer es hacer una programación para que se vayan rompiendo sus cadenas para poder reutilizar la fibra. Tanto con Safrán como con SwRI, estamos colaborando en este desarrollo de procesos y de una nueva resina epóxica que nos permita el reuso y reciclaje de la fibra de carbono”, dice el profesor.
