Aimplas participa en dos projectes destinats a reduir el pes dels avions

El sector del transport té en la reducció del consum de combustible i de les emissions de CO₂ al medi ambient un dels seus principals reptes i també una de les línies centrals de recerca dels seus centres tecnològics i departaments de R+D de les seves empreses. La reducció de pes és clau en aquest aspecte i per això, en el cas del sector aeronàutic, alguns fabricants d'avions ja han elevat el percentatge de composites present en les seves aeronaus a més del 50%. Fins ara, ja era molt freqüent trobar aquest tipus de materials en els interiors de les aeronaus tant en panells com en altres peces. Encara així, la seva presència segueix en augment en parts clau com els seients, en els quals alguns proveïdors han aconseguit ja reduir un 30% el seu pes gràcies a la incorporació d'aquests materials. Però sens dubte el més destacable és que en la fabricació del fuselatge també s'estan emprant cada vegada més els composites, principalment la fibra de carboni i altres substituts de metalls més pesats.

Actualment els materials que troben major desenvolupament en el sector aeronàutic són els formats a partir d'una combinació de matriu polimèrica (en concret un resina tipus epoxi) i un reforç format sobre la base de la disposició en el plànol de fibres de carboni. Aquests materials composts, o d'altes prestacions, presenten una gran heterogeneïtat en les seves aplicacions finals derivada de la possibilitat d'utilitzar matèries primeres de diferent composició i naturalesa.

Entre els principals avantatges que presenten els plàstics reforçats enfront d'altres materials convencionals destaca la seva baixa inflamabilitat, el baix cost de producció, un menor pes i major resistència respecte a metalls com l'alumini, la qual cosa permet aconseguir estalvis operatius a les companyies a través d'un menor consum de combustible però també gràcies a un menor nombre d'operacions de manteniment. A més, el plàstic permet una millor pressurització de la cabina, la qual cosa deriva en majors nivells d'humitat en cabina i una major sensació de confort per al passatger.

La incorporació de biocomposites és una altra gran tendència en el sector igual que en moltes altres aplicacions del plàstic. En aquesta línia, Aimplas ha completat el desenvolupament d'un nou biomaterial elaborat a partir de fonts renovables i reforçat amb fibra de lli. Gràcies al projecte europeu Cayley s'ha obtingut una nova generació de panells ecològics resistents al foc per a la seva incorporació en la fabricació d'avions. Per a això s'ha desenvolupat un innovador material que ofereix nombrosos avantatges front els que es venien emprant fins ara, principalment la fibra de vidre. Concretament, el nou material és un 60% més lleuger que aquesta, i els panells resultants presenten un cost de producció més ajustat, ja que s'ha aconseguit reduir el nombre de processos necessaris per a la seva fabricació i el consum energètic es redueix entre un 50 i un 70% respecte als existents al mercat al començament del projecte.

El nou material també resulta més fàcil de reciclar que els convencionals, i gràcies a ell s'espera reduir en més de 100 tones anuals els residus que genera la indústria aeronàutica. A més, alguns dels components dels panells resultants són també biodegradables. Al mateix temps, també és més respectuós amb la salut dels treballadors, de manera que permet reduir en més de 90 tones a l'any l'ús de substàncies perilloses.

Per als investigadors d'aquest projecte el principal repte ha estat aconseguir un material que mantingui les mateixes propietats físiques i mecàniques que els procedents del petroli, tenint en compte els alts requeriments que exigeixen les peces en un sector com l'aeronàutica.

La màxima en aeronàutica és emprar materials que compleixin simultàniament les exigències d'altes prestacions mecàniques i de baix pes per obtenir estalvis energètics. Entre els compostos nanotecnológicos, un dels de major popularitat són els nanotubos de carboni. Es tracta de materials que presenten una resistència i una rigidesa molt superior a la d'uns altres, la qual cosa els fa ideals per a l'enginyeria aeronàutica. Encara que realment les propostes nanotecnológicas per implementar en el mitjà o llarg termini són moltes més i molt superiors a les quals s'apliquen avui dia en els avions comercials.

En el cas dels recobriments, les innovacions van més enllà de la protecció de la corrosió i ja es treballa en l'aplicació de retardadores de foc o per incrementar la resistència a elevades temperatures. A més, Aimplas ha començat el desenvolupament d'un nou material de recobriment antiadherente per a avions que evitaria que el gel i la neu s'adherissin a la superfície, millorant la seguretat i abaratint costos a les companyies aèries en permetre prescindir dels sistemes antihielo.

En la línia de reducció de pes de les aeronaus, els nanomateriales poden contribuir d'altres maneres a aconseguir aquesta fi. Per exemple, dotant al plàstic de propietats de conductivitat elèctrica, de manera que es podrien aplicar en substitució d'elements i cables conductors de l'avió habitualment fabricats amb metalls com a coure o d'alumini, i també en les pantalles de televisió de les aeronaus.

Des dels centres tecnològics que treballen per al sector del transport, la nanotecnologia es contempla també com una oportunitat per desenvolupar nous detectors, sensors i altres elements electrònics que servirien per optimitzar el vol de l'aeronau així com per augmentar la seguretat en vol.

Una altra línia de recerca en el sector aeronàutic és la que es duu a terme per optimitzar els processos de producció. L'objectiu és reduir els temps de fabricació i els costos mentre s'aconsegueix major homogeneïtat en les peces. En aquest sentit, una incipient tecnologia per millorar els processos de fabricació en el sector és la tecnologia microones, com la qual s'empra en el projecte Wavecom en el qual participa Aimplas. El resultat ha estat un nou sistema de fabricació de peces de plàstic reforçat amb fibra de carboni que resulta més ecològica i econòmica que l'actual. Aquesta nova tecnologia de microones substitueix a la tradicional fabricació en autoclau, de manera que s'ha aconseguit reduir a la meitat el temps de fabricació i fins a un 70% el consum d'energia. A més, aquest projecte evita també un 80% de les emissions de compostos orgànics volàtils que fins ara es produïen durant la producció de les peces.

En aquest desenvolupament s'han dut a terme comparacions entre el guarit convencional i el guarit mitjançant microones de materials compostos susceptibles de ser utilitzats en el sector aeronàutic. Això ha permès contrastar ambdues tècniques en termes de guarit i propietats finals. Es tracta de diferents innovacions i exemples que la R+D obre nous camins a la indústria aèria. Innovadores tecnologies i materials dels quals s'ha calculat que es podrien beneficiar més de 2.400 empreses a tot el món destinades a la fabricació d'aeronaus.