Para aviones y trenes Unos investigadores desarrollan un compuesto de fibra reciclable 

Los aviones y los trenes de pasajeros deben cumplir estrictos requisitos de seguridad. Para ello se necesitan materiales que sean ignífugos, ligeros, resistentes y adaptables. Los investigadores de Empa, en colaboración con su socio industrial Elantas, han conseguido por primera vez que un material compuesto de este tipo sea totalmente reciclable.

«Ninguna máquina voladora volará jamás de Nueva York a París», dijo en su día el pionero de la aviación Orville Wright. Lo que incluso a los visionarios hermanos Wright les parecía imposible es hoy una realidad, entre otras cosas gracias a los nuevos materiales que hacen posible la existencia de los aviones y motores modernos. 

En los más de 100 años transcurridos desde los primeros intentos de vuelo de los hermanos Wright, la aviación no solo ha ganado en rendimiento, sino que, afortunadamente, también se ha vuelto mucho más segura. Los materiales que se utilizan en la construcción de aviones deben cumplir las normas de seguridad más estrictas, entre ellas las relativas a la protección contra incendios. Al mismo tiempo, deben ser ligeros y mecánicamente resistentes, y, cada vez más, también reciclables.

Conseguir reunir todas estas propiedades en un mismo material supone todo un reto. «Por ejemplo, cuando se hace que un material sea ignífugo, siempre se modifican también sus demás propiedades», explica Sabyasachi Gaan, investigador de la Empa del laboratorio Advanced Fibers.  

Material compuesto de fibras ignífugo y reciclable

Gaan y su equipo han afrontado este reto junto con Elantas, socio industrial perteneciente al grupo alemán de productos químicos especializados Altana, en el marco de un proyecto respaldado por Innosuisse. Se centraron en un material compuesto concreto que se utiliza en el acabado interior de aviones y trenes, por ejemplo, para el suelo de la cabina de pasajeros.

El material es un sándwich multicapa. En el centro hay una estructura alveolar de aramida, un plástico resistente al calor. Este núcleo estable y ligero está recubierto por arriba y por abajo con varias capas de tejido plano de fibra de vidrio o de carbono. Como aglutinante se utiliza resina epoxi, al igual que en muchos materiales compuestos. Normalmente, este polímero no se puede reciclar ni química ni térmicamente. «Hoy en día, los materiales compuestos con epoxi acaban en vertederos o se incineran», afirma Gaan.

Es precisamente aquí donde los investigadores de la Empa tienen un as en la manga. Han desarrollado un aditivo para la resina epoxi que hace que el material sea ignífugo y, al mismo tiempo, reciclable. Si durante la fabricación se añade a la resina epoxi esta molécula que contiene fósforo, una vez endurecida, es posible volver a ablandarla y darle nueva forma en determinadas condiciones —lo que se conoce como reciclaje termomecánico (Cuadro de preguntas frecuentes)—, algo que hasta ahora era imposible con la resina epoxi.

Se han recuperado todos los componentes

Sin embargo, en el proyecto de Innosuisse, los socios se han marcado otro objetivo: el reciclaje completo del material compuesto. Con el disolvente adecuado y un poco de calor, el sándwich se puede descomponer de nuevo en sus componentes individuales: la estructura alveolar y las fibras tejidas. 

En particular, los panales de aramida, pero también las fibras de carbono, son relativamente caros. Por lo tanto, su reciclaje resulta también atractivo desde el punto de vista económico. «En principio, también es posible recuperar la propia resina epoxi de la solución. Es algo que queremos abordar en futuros proyectos», afirma Gaan.

La resina epoxi reciclable se desarrolló en la Empa. Con Elantas, los investigadores han explorado ahora por primera vez su potencial para una aplicación industrial. «Nuestro material cumple con la normativa de protección contra incendios y alcanza prácticamente las mismas propiedades mecánicas que la resina epoxi convencional», afirma Gaan. Sin embargo, permite, por primera vez, el reciclaje completo del material compuesto.

También resulta interesante para el sector de la construcción y el sector energético

Los socios del proyecto están satisfechos con el desarrollo del mismo. El siguiente paso es seguir ampliando la producción y el reciclaje. «Para la industria aeronáutica es fundamental combinar la protección contra incendios, la construcción ligera y la reciclabilidad. Este sistema compuesto de epoxi demuestra que, por primera vez, esto es posible», afirma Fiorenzo Lenzi, director de la línea de productos Aeroespacial/Balística de Elantas.

Al mismo tiempo, Gaan y su equipo ya están investigando otras aplicaciones para este plástico reciclable e ignífugo, por ejemplo, en el sector energético y en el de la construcción. El científico destaca que el hecho de que un material llegue tan lejos se debe también a la investigación básica. «Antes de poder trabajar en las aplicaciones, debemos comprender muy bien las propiedades del material».