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Materiales compuestos utilizados en los aviones
Boeing y el medio ambiente no son dos palabras que vayan necesariamente de la mano. Sin embargo, el gran fabricante de aviones se esfuerza por reducir su huella medioambiental. Boeing persigue esa esquiva combinación: rentabilidad y sostenibilidad medioambiental. Pero Boeing ha avanzado y acaba de recibir un premio por sus esfuerzos para reciclar la fibra de carbono aeroespacial.
El jueves, Boeing ganó el Premio al Liderazgo en Sostenibilidad 2020 de la Asociación Nacional de Fabricantes. En concreto, el premio reconoce los esfuerzos de Boeing por mantener la fibra de carbono fuera de los vertederos.
Los materiales compuestos como la fibra de carbono se utilizan ampliamente en la fabricación de aviones modernos. Cada Boeing 787 Dreamliner contiene aproximadamente 23 toneladas de fibra de carbono. La fibra de carbono se utiliza para reforzar el plástico y otros materiales compuestos. A su vez, esos compuestos se utilizan en el fuselaje, las alas, la cola, las puertas y el interior. Ayuda a que el Dreamliner sea un 20% más ligero que otros aviones de tamaño similar.
La fibra de carbono está formada por átomos de carbono unidos dentro de un polímero similar al pegamento para formar una larga cadena. La fibra de carbono puede ser más fina que un cabello humano, y varias cadenas de fibra de carbono pueden trenzarse como un hilo. También se puede tejer la fibra de carbono, como una hoja de tela.
Avión de combate de fibra de carbono
El tejido de grafito es una excelente alternativa a la fibra de vidrio y el kevlar: sólo tiene milímetros de grosor y es muy resistente. Además de su gran resistencia, el tejido de grafito tiene una densidad muy baja y es muy rígido. Aunque es bastante caro, el ahorro de material es apreciable, ya que sólo se necesita una capa de grafito por 3 ó 4 de fibra de vidrio. Se corta con mucha más facilidad que el kevlar. Las excelentes cualidades del propio tejido de grafito le dan un mercado de espera inmediato en el campo de la construcción de aviones.
Las fibras de carbono se producen en una operación continua, durante la cual el precursor de poliacrilonitrilo (PAN) se somete a una serie de procesos controlados con precisión. Al exponer el precursor a temperaturas extremadamente altas, se producen cambios químicos que crean una alta resistencia y rigidez en relación con el peso mediante
El sometimiento del precursor a sucesivas etapas de tratamiento térmico y dimensionamiento facilita la manipulación y mejora la unión, lo que da como resultado un material más fuerte que el acero, más ligero que el aluminio y tan rígido como el titanio.
La fibra de carbono en el sector aeroespacial
Los productos compuestos de fibra de carbono se están convirtiendo poco a poco en la solución del futuro en la ingeniería aeronáutica. La excelente estética que vemos en el Airbus A350 XWB y el Boeing 787 Dreamliner es sólo la punta del iceberg de lo que es capaz el material de fibra de carbono. Las aerolíneas comerciales están apostando por la eficiencia del diseño aerodinámico, la ligereza y la resistencia del material.
Un avión aerodinámico y ligero significa menos necesidades de piezas y una reducción significativa del coste del combustible para las aerolíneas comerciales. A gran escala, estos márgenes de ahorro abren el capital y permiten a las aerolíneas ampliar su negocio y aumentar la demanda de los fabricantes de aviones.
En el sector de las aerolíneas, no es ningún secreto que un avión ligero es más eficiente en cuanto a combustible y relativamente más barato de operar. Uno de los costes más elevados de la explotación de un avión es el combustible, y la reducción del coste que supone disminuye significativamente el coste global de explotación de los reactores. Con una reducción del 20% del peso, no es de extrañar que los fabricantes de aviones y las compañías aéreas se inclinen por el material compuesto de fibra de carbono a la hora de fabricar aviones.
Los aviones están hechos de fibra de carbono
Los aviones del futuro serán cada vez más ligeros. Al mismo tiempo, los fabricantes de aviones y sus proveedores se centran cada vez más en la eficiencia y la velocidad de producción. Una de las claves de estas mejoras es el desarrollo de más tipos nuevos de materiales compuestos.Más
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