Avión con tren de aterrizaje modificado Omicrono
España da una lección a China: crea un tren de aterrizaje para aviones capaz de almacenar energía como una batería
Un consorcio español está diseñando componentes para aviones que serán baterías estructurales con fibra reciclada para reducir el peso de los vuelos.
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Pese a que China es la referencia en baterías para vehículos, España se está posicionando a la vanguardia de la aeronáutica sostenible con un nuevo proyecto destinado a cambiar la forma de fabricar aviones. Esta iniciativa busca reducir el peso de las aeronaves integrando el almacenamiento de energía en sus propios componentes.
La industria aeronáutica mundial afronta grandes retos medioambientales en su obligada transición hacia modelos mucho más sostenibles y eficientes. El proyecto bautizado como RE-CELL aporta una gran innovación al sector mediante el desarrollo de baterías estructurales avanzadas.
Estas nuevas baterías están fabricadas a partir de fibra de carbono reciclada y de supercondensadores de última generación. La principal ventaja de esta tecnología es su capacidad para almacenar energía mientras forma parte integral de la estructura del avión.
Esta iniciativa cuenta con la coordinación de la empresa SOFITEC y la participación activa del Instituto Tecnológico del Plástico. También colabora la firma tecnológica I2CON para proponer un diseño de componentes aeronáuticos basados en materiales de naturaleza multifuncional.
El objetivo central consiste en combinar unas excelentes propiedades mecánicas con una gran capacidad de almacenamiento energético en un mismo elemento físico. La electrificación del transporte resulta vital para lograr reducir de forma drástica las emisiones de gases contaminantes.
Sin embargo, la aviación comercial actual presenta limitaciones importantes debido al elevado peso de las baterías convencionales de ion de litio. Su baja densidad energética complica enormemente la viabilidad técnica de los futuros aviones propulsados exclusivamente por motores eléctricos de gran tamaño.
El consorcio aborda este importante desafío técnico mediante el diseño y desarrollo de composites estructurales dotados de capacidades de almacenamiento eléctrico. Este avance tecnológico tan destacable permite eliminar los sistemas independientes de baterías y optimizar así de manera muy notable el peso total del vehículo aéreo.
El ingeniero de investigación y desarrollo en SOFITEC, Esteban Castro, explica con mucho detalle las claves de este importante avance: “El gran reto de la electrificación en aviación no es solo almacenar más energía, sino hacerlo sin penalizar el peso. Las baterías estructurales permiten precisamente eso: que el propio componente cumpla una doble función estructural y energética”.
El verdadero problema radica en conseguir este necesario almacenamiento eléctrico sin penalizar el peso final de la aeronave en la pista de despegue. Las novedosas baterías estructurales desarrolladas permiten precisamente que el propio componente de carbono cumpla una doble función mecánica y energética al unísono.
Foto proyecto RE-CELL Omicrono
Estas soluciones tecnológicas estarán destinadas inicialmente a diversas aplicaciones consideradas no críticas dentro del entorno del avión. Por ejemplo, los ingenieros indican que se podrán emplear para alimentar sin problemas los sistemas de iluminación de la cabina de los pasajeros durante cualquier trayecto.
Este primer paso servirá para sentar firmemente las bases de una futura integración mucho más amplia en todos los grandes sistemas aéreos. Uno de los elementos diferenciales y más atractivos del proyecto es el uso intensivo de fibra de carbono de origen reciclado en las fábricas.
Este resistente material recuperado sirve como la base principal indispensable para la fabricación de todos estos nuevos componentes de almacenamiento estructural. Dicha estrategia inteligente no solo contribuye a la necesaria y urgente reducción de residuos industriales en sectores muy intensivos en el uso de compuestos.
Además, este plan de trabajo permite a los diferentes fabricantes avanzar hacia un modelo de economía circular dentro de la industria aeronáutica. El investigador en Movilidad Sostenible y de Futuro en AIMPLAS, Fernando Ramos, destaca el compromiso medioambiental de la propuesta técnica.
La meta final es convertir todos estos restos de residuos en un valioso recurso de alto valor añadido para aplicaciones tan sumamente exigentes como la aeroespacial. Para lograr este fin, los expertos en materiales desarrollan procesos sumamente avanzados de reciclado y tratamiento superficial de las fibras recuperadas del contenedor.
Posteriormente a este proceso inicial, los técnicos proceden a la integración de estas fibras dentro de matrices poliméricas de generación química. Estos plásticos especiales y formulados a medida son capaces de aportar simultáneamente unas altas prestaciones estructurales y unas formidables capacidades electroquímicas de forma duradera en el tiempo.
![La batería fabricada con fibra de carbono](["https:\/\/s3.elespanol.com\/k\/imgp\/cms\/elespanol\/10564813.png?p=w:1706\/h:960&h=ew0wOlud"])
El esfuerzo del proyecto va muchísimo más allá del habitual desarrollo de unos nuevos materiales compuestos genéricos para el sector de la aviación mundial. Los ingenieros del consorcio también abordan algunos de los principales y complejos desafíos científicos que limitaban hasta ahora este tipo de aplicaciones duales.
Uno de esos enormes grandes obstáculos superados con mucho éxito es el complejo desarrollo de unos electrolitos sólidos que resulten altamente funcionales y extremadamente seguros en vuelo. También han tenido que lidiar durante meses con la inherente y molesta variabilidad de las propiedades mecánicas que casi siempre presentan las fibras de origen reciclado frente a las vírgenes.
La enorme complejidad académica de entender correctamente el comportamiento conjunto entre propiedades mecánicas y propiedades electroquímicas representaba un escollo científico muy considerable al comienzo del programa de investigación. El investigador especializado en modelado y en simulación computacional de la entidad I2CON, Florin Ardelean, valora enormemente todos los progresos científicos conseguidos hasta la fecha por el grupo.
Uno de los principales avances del equipo radica en lograr abordar de manera conjunta algunos fenómenos físicos que hasta ahora se estudiaban siempre de forma separada. La conducción iónica de la electricidad y el comportamiento mecánico del composite se analizan ahora simultáneamente y bajo un mismo prisma investigador mucho más certero.
El desarrollo íntegro de un demostrador físico resulta verdaderamente fundamental para validar con rigor las propiedades de este material que será sometido a cargas operativas reales durante miles de horas. También sirve enormemente para poder verificar la viabilidad económica de su procesado de fabricación masiva y su posterior ensamblaje rutinario en los exigentes entornos industriales del sector del aire.
