Compuesto autorreparable desarrollado para turbinas eólicas

Curado termoplástico

04 noviembre 2022 11:29 Roberto Klatt

Un nuevo compuesto puede repararse a sí mismo con un curado termoplástico. Esto aumenta significativamente la vida útil de las turbinas eólicas.

Raleigh (Estados Unidos). Los compuestos laminados se utilizan en turbinas eólicas, fuselajes, alas y muchos otros productos. Consisten en esteras de fibra, como fibra de carbono y fibra de vidrio, que están conectadas a un plástico. Por regla general, estos materiales compuestos se dañan por el desprendimiento de varias capas (deslaminación).

Científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, el Instituto de Tecnología de Israel y la Universidad de Houston ahora han desarrollado un compuesto que puede curarse a sí mismo, evitando así la delaminación.

Mat de fibra con curado termoplástico

Según su publicación en la revista Nature, los investigadores dirigidos por Jason Patrick imprimieron un remedio termoplástico en la estera de fibra e integraron finas capas de calentamiento en el material compuesto. Cuando la corriente fluye a través de las capas de calentamiento, se calientan y el remedio se derrite. De este modo, puede cerrar pequeñas grietas y otros pequeños daños en el material compuesto.

“Hemos descubierto que este proceso se puede repetir al menos 100 veces manteniendo la eficacia de la autocuración. No sabemos cuál es el tope, si lo hay».

Reparación sin apagado

Según los científicos, la mayor ventaja del material compuesto autorreparable es que incluso las estructuras complejas se pueden reparar directamente en el sitio sin desmantelarlas. Además, las capas de calentamiento y el agente de curación termoplástico están hechos de materiales económicos y fácilmente disponibles.

En comparación con los composites tradicionales, el nuevo composite con la capacidad de autorreparación es solo un poco caro de producir. Sin embargo, estos costes adicionales se compensan con la mayor vida útil del material.

Mayor vida útil para aerogeneradores

El nuevo material compuesto puede aumentar significativamente la vida útil de los componentes sometidos a grandes esfuerzos, como las palas de las turbinas eólicas.

“Al aumentar la longevidad de estos compuestos, los hacemos más sostenibles. Si bien las palas de los molinos de viento son un buen ejemplo, los compuestos estructurales se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones: alas de aviones, satélites, piezas de automóviles, artículos deportivos, etc.

En los aviones, la capa caliente también tiene la ventaja de que puede descongelar las alas sin agentes químicos.

Mayor resistencia a la rotura inherente

En su artículo, los investigadores también explican que el termoplástico aumenta significativamente la resistencia a la rotura inherente de los componentes. Como resultado, la energía requerida para la deslaminación aumenta significativamente, lo que significa que incluso los componentes sin la capacidad de curarse a sí mismos se vuelven más robustos.

Naturaleza, doi: 10.1038/s41467-022-33936-z