MATERIALES COMPUESTOS EN AVIACIÓN
Por: Diego Leonardo Ávila Granados
De acuerdo con la definición estandarizada, un material compuesto obedece a la unión entre dos o más materiales, para formar uno que posee mejores propiedades que aquellas que poseen los materiales que lo componen si se evalúan de manera individual.
Desde tiempo atrás, la industria de la aviación ha incorporado el uso de materiales compuestos en distintos componentes, sin embargo, existen algunas configuraciones básicas que son implementadas principalmente en las estructuras de muchas de las aeronaves que atraviesan los cielos día tras día. Para formar un material compuesto, como los que se usan habitualmente en la construcción de estructuras aeronáuticas, se requieren dos componentes elementales; el primero de ellos es una fibra, la cual usualmente corresponde a fibra de vidrio, fibra de carbono o fibra de aramida. Estas fibras se encuentran disponibles en el mercado en forma de cinta o en forma de tela. El segundo componente requerido para elaborar un material compuesto, es una resina; la resina originalmente se comercializa en estado líquido, pero cuando es sometida a ciertas temperaturas y presiones se solidifica. El tipo de resina más empleada en aviación es la resina epóxica.
A simple vista, el proceso de elaboración de un material compuesto es sencillo, en términos generales podría decirse que únicamente basta con empapar la fibra que se esté empleando con una resina y esperar a que la resina solidifique para obtener lo que se conoce con el nombre de laminado, es decir, distintas telas de fibra apiladas una sobre la otra y unidas mediante la resina. Sin embargo, para fabricar materiales compuestos de alta calidad, deben controlarse muy bien las variables que influyen en el proceso de fabricación de los mismos. Dentro de estos parámetros se encuentran la temperatura y la presión, las cuales deben mantenerse dentro de valores específicos para que la resina solidifique, o cure, de manera adecuada.
El molde empleado durante el proceso de fabricación es de vital importancia. Considerando que las formas de las estructuras aeronáuticas poseen geometrías complejas, en la gran mayoría de los casos se requiere laminar, o apilar capa sobre capa de tela, en un molde, de esta forma se garantiza que una vez la resina que se aplicó a la fibra solidifique, la pieza fabricada obtendrá la forma deseada.
El tipo de fibra que se emplee para fabricar un componente, depende en gran medida de la aplicación en servicio que tendrá el mismo, por ejemplo, para componentes sometidos a altos esfuerzos estructurales suelen emplearse fibras de carbono, las fibras de vidrio son ideales cuando los esfuerzos estructurales no alcanzan valores altos, por otro lado, las fibras de aramida, conocidas comercialmente como Kevlar, encuentran sus principales aplicaciones en zonas de la estructura donde existe una alta probabilidad de tener impactos por objetos internos o externos.
Con miras hacia el futuro, actualmente se trabaja en el diseño de materiales compuestos biodegradables que permitan una adecuada disposición cuando su vida útil culmine, logrando así de esta forma reducir el impacto medio ambiental que se genera hoy día por el uso de materiales compuestos convencionales.