Hace unos días, el profesor Aniruddh Vashisth, de la Universidad de Washington, publicó un artículo en la prestigiosa revista internacional Carbon, en el que afirmaba haber desarrollado con éxito un nuevo tipo de material compuesto de fibra de carbono. A diferencia del CFRP tradicional, que no se puede reparar una vez dañado, los nuevos materiales sí se pueden reparar repetidamente.
Si bien conserva las propiedades mecánicas de los materiales tradicionales, el nuevo CFRP incorpora una nueva ventaja: puede repararse repetidamente mediante calor. El calor puede reparar cualquier daño por fatiga del material y también puede utilizarse para descomponerlo cuando sea necesario reciclarlo al final de su ciclo de vida. Dado que el CFRP tradicional no se puede reciclar, es importante desarrollar un nuevo material que pueda reciclarse o repararse mediante energía térmica o calentamiento por radiofrecuencia.
El profesor Vashisth afirmó que la fuente de calor puede retrasar indefinidamente el proceso de envejecimiento del nuevo CFRP. En rigor, este material debería denominarse vitrómeros reforzados con fibra de carbono (vCFRP, por sus siglas en inglés). El polímero de vidrio (vitrómeros) es un nuevo tipo de material polimérico que combina las ventajas de los plásticos termoplásticos y termoestables, inventado por el científico francés Ludwik Leibler en 2011. El material de vitrómeros utiliza un mecanismo de intercambio dinámico de enlaces, que permite un intercambio de enlaces químicos reversible de forma dinámica al calentarse y, al mismo tiempo, mantener una estructura reticulada en su conjunto, de modo que los polímeros termoestables pueden autorrepararse y reprocesarse como los polímeros termoplásticos.
Por el contrario, los comúnmente conocidos como materiales compuestos de fibra de carbono son materiales compuestos de matriz de resina reforzada con fibra de carbono (CFRP), que se pueden dividir en dos tipos: termoestables y termoplásticos, según la estructura de la resina. Los materiales compuestos termoestables suelen contener resina epoxi, cuyos enlaces químicos pueden consolidar permanentemente el material en una sola pieza. Los compuestos termoplásticos contienen resinas termoplásticas relativamente blandas que pueden fundirse y reprocesarse, pero esto inevitablemente afectará la resistencia y la rigidez del material.
Los enlaces químicos del vCFRP se pueden conectar, desconectar y reconectar para lograr un equilibrio entre los materiales termoestables y termoplásticos. Los investigadores del proyecto creen que los vitrímeros pueden sustituir a las resinas termoestables y evitar la acumulación de compuestos termoestables en los vertederos. Los investigadores creen que el vCFRP supondrá una transición significativa de los materiales tradicionales a los materiales dinámicos y tendrá un impacto significativo en el coste total del ciclo de vida, la fiabilidad, la seguridad y el mantenimiento.
Actualmente, las palas de aerogeneradores son un área de alto uso de CFRP, y su recuperación siempre ha sido un problema. Tras su vencimiento, miles de palas fuera de servicio se desechaban en vertederos, lo que causaba un gran impacto ambiental.
Si el vCFRP se puede utilizar para la fabricación de palas, se podrá reciclar y reutilizar mediante un simple calentamiento. Aunque la pala tratada no pueda repararse ni reutilizarse, al menos podrá descomponerse mediante calor. El nuevo material transforma el ciclo de vida lineal de los compuestos termoestables en un ciclo de vida cíclico, lo que representará un gran avance hacia el desarrollo sostenible.
Si el vCFRP se puede utilizar para la fabricación de palas, se podrá reciclar y reutilizar mediante un simple calentamiento. Aunque la pala tratada no pueda repararse ni reutilizarse, al menos podrá descomponerse mediante calor. El nuevo material transforma el ciclo de vida lineal de los compuestos termoestables en un ciclo de vida cíclico, lo que representará un gran avance hacia el desarrollo sostenible.
Hora de publicación: 09-nov-2021
