Un material auto reparable es capaz de sellar grietas de los aviones en vuelo

Con la subida del precio del petróleo, las compañías aéreas se ven obligadas a reducir el número de vuelos, a aumentar sus tarifas o a despedir personal. Una posible solución a este problema es la propuesta de un equipo de científicos británicos: usar un material auto-reparable que permitiría que los vuelos fueran más seguros y baratos y menos contaminantes.

Según un comunicado de la Universidad de Bristol, un equipo de investigadores de dicha universidad ha desarrollado un material compuesto que, inspirado en los procesos de sangrado y cicatrización de los tejidos de los seres vivos, podría reparar el casco de los aviones cuando éste se rompa por el uso, la sobrecarga o por un impacto imprevisto.

Cómo funciona

El ingeniero Ian Bond y su equipo del Departmento de Ingeniería Espacial de dicha Universidad, utilizaron materiales envueltos en fibra de vidrio y llenaron la mitad de estas fibras con Resina Epoxi, una resina similar a la que se usa en las colas o pegamentos.

La otra mitad de las fibras contenían un endurecedor. La Resina Epoxi es un polímero o macromolécula termoestable que se endurece al mezclarse con un agente catalizador o “endurecedor”.

El material creado funcionaría de la siguiente manera: cuando apareciese una fisura en el casco de la aeronave, las fibras se romperían en el lugar de la grieta. La resina y el endurecedor liberados de las fibras llenarían entonces la grieta y en ella, al mezclarse, solidificarían. Funcionarían de la misma manera que la sangre coagula alrededor de una herida.

Para que la resina tenga tiempo de llenar los intersticios antes de endurecerse, los científicos pusieron a punto unas fibras que se rompen rápidamente. La estructura reparada por este sistema recuperaría un 90% de su resistencia, es decir, un nivel suficiente como para que un avión pueda continuar su vuelo con normalidad.

Otras posibilidades

Los científicos se plantean añadir un colorante fluorescente a la resina epoxy, que permita revelar aquellos pequeños daños difícilmente visibles a primera vista, de manera que se mejore la eficacia de los procedimientos habituales de mantenimiento e inspección de los vehículos.

Los materiales compuestos tienen asimismo otra ventaja: aligeran la estructura de los aviones. Por esta razón permitirían reducir el consumo de combustible y las emisiones contaminantes.

Probablemente, este material estará listo para ser comercialmente viable en cuatro años, que es el tiempo que durará la ayuda económica concedida a esta investigación por parte del EPSRC (Consejo de Ingeniería e Investigación en Ciencias Físicas) y del DSTL (el Laboratorio de Ciencias de la Defensa y Tecnología) del Reino Unido.

Según explica la Universidad de Bristol en otra nota de prensa, esta ayuda consta de un millón y medio de euros y ha sido destinada al proyecto CRASHCOMP (crack arrest and self-healing in composite structures –detención de grietas y auto-reparación en estructuras complejas-), que comparten la Universidad de Bristol y el Imperial College de Londres.

Los principales beneficiarios del invento serán la industria aerospacial, la industria de transporte y la marítima.

Cada vez más materiales auto reparables

Los intentos por crear materiales auto reparables no se limitan al esfuerzo realizado por los científicos de Bristol. Ya en 2007 hablamos en Tendencias21 de la labor realizada por ingenieros de la universidad norteamericana de Illinois, en Urbana-Champaign, que consiguieron desarrollar un material polimérico auto reparable que funcionaba sin ninguna intervención externa, y en un plazo de tiempo de 10 horas.

Este novedoso material también imitaba la piel y el sistema circulatorio de los seres vivos, y contenía un agente diminuto de “reparación” encapsulado y un catalizador distribuido por todo el sistema. Al romperse el material, las microcápsulas con dicho agente se abrían, liberándolo para que reaccionase con el catalizador para reparar los daños.

También hemos hablado de otros proyectos muy recientes, como los liderados por la empresa española Tecnalia o por la Universidad británica de Sheffield.

El primero de ellos consiste en crear "almacenes" de adhesivo, que se distribuyen homogéneamente a lo largo de un material. Si este material sufre, por ejemplo, una grieta ese adhesivo encapsulado se libera junto a un catalizador, de tal modo que cierra la grieta y polimeriza el material aportado.

El proyecto de la Universidad de Sheffield se basa en otra metodología: un material que consiste en un compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras de carbono. La matriz polimérica, a su vez, está formada por una solución sólida de un polímero termoplástico (un termoplástico es un plástico que a temperatura ambiente es plástico. Al calentarse, se convierte en líquido y al volver a enfriarse se endurece en estado vítreo) y otro termoestable (polímeros infusibles o indisolubles).

Todos estos avances apuntan a que, aunque el desarrollo de los materiales auto reparables se encuentra aún en sus primeros estadios, en unos años podrían estar listos para ser utilizados.