Aimplas investiga en materiales multifuncionales para avanzar hacia una aviación con menor peso y más eficiente

El proyecto RE-CELL investiga el desarrollo de supercondensadores y baterías estructurales fabricados con fibra de carbono reciclada capaces de almacenar energía mientras forman parte de la estructura de la aeronave. La iniciativa, coordinada por Sofitec con la participación de Aimplas e I2CON, culminará con la validación de un demostrador a escala real vinculado al montaje del tren de aterrizaje.

El proyecto, coordinado por Sofitec y desarrollado junto con Aimplas, Instituto Tecnológico del Plástico, e I2CON, plantea un nuevo enfoque en el diseño de componentes aeronáuticos mediante materiales multifuncionales que integran capacidad mecánica y almacenamiento energético. La investigación busca reducir el peso asociado a los sistemas convencionales de almacenamiento eléctrico, uno de los principales obstáculos para la electrificación del transporte aéreo.

Según explica Esteban Castro, ingeniero de I+D de Sofitec, “el gran reto de la electrificación en aviación no es solo almacenar más energía, sino hacerlo sin penalizar el peso. Las baterías estructurales permiten precisamente eso: que el propio componente cumpla una doble función estructural y energética”. Las primeras aplicaciones previstas se orientan a sistemas no críticos, como la iluminación de cabina, con el objetivo de facilitar una futura incorporación a otros elementos de la aeronave.

El proyecto desarrolla baterías estructurales capaces de almacenar energía y formar parte de la estructura de la aeronave

Uno de los aspectos centrales del proyecto es la utilización de fibra de carbono reciclada como materia prima para fabricar estos nuevos materiales. La iniciativa pretende reducir los residuos generados por sectores intensivos en materiales compuestos y favorecer su reincorporación a aplicaciones industriales de alto valor añadido, dentro de un modelo de economía circular.

Fernando Ramos, investigador de Movilidad Sostenible y de Futuro en Aimplas, señala: “En RE-CELL no solo buscamos nuevos materiales más eficientes, sino también más sostenibles. Trabajamos para dar una segunda vida a la fibra de carbono y convertirla en un recurso de alto valor añadido dentro de aplicaciones exigentes como la aeronáutica”. Para ello, el proyecto desarrolla procesos de reciclado y tratamiento de fibras, así como su integración en matrices poliméricas capaces de aportar simultáneamente prestaciones estructurales y propiedades electroquímicas.

Además del desarrollo de nuevos materiales, la investigación aborda algunos de los retos científicos que hasta ahora han limitado la implantación de las baterías estructurales, entre ellos el desarrollo de electrolitos sólidos funcionales, la variabilidad de las fibras recicladas y la interacción entre el comportamiento mecánico y las prestaciones electroquímicas de estos materiales.

Florin Ardelean, investigador especializado en modelado y simulación computacional de I2CON, explica que “uno de los principales avances del proyecto es abordar de forma conjunta fenómenos que hasta ahora se estudiaban por separado, como la conducción iónica y el comportamiento mecánico del material. Ese enfoque integrado es clave para dar el salto hacia aplicaciones reales”. Para ello, el consorcio combina el diseño de materiales, el modelado multifísico y la validación experimental con el objetivo de facilitar la transferencia de esta tecnología a la industria.

La fase final del proyecto contempla la fabricación y validación de un demostrador a escala real integrado en un componente relacionado con el tren de aterrizaje de una aeronave. Esta etapa permitirá evaluar el comportamiento de la solución tecnológica en condiciones representativas de operación y analizar su integración en procesos industriales.

En palabras de Esteban Castro, “el desarrollo de un demostrador real es fundamental para validar no solo el material, sino también su procesado y su integración en entornos industriales aeronáuticos”.

RE-CELL forma parte del programa de Colaboración Público-Privada 2023 y está financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y cofinanciado por la Unión Europea. En el proyecto, Aimplas aporta su experiencia en reciclado, desarrollo de materiales poliméricos y fabricación de composites avanzados; I2CON desarrolla los modelos numéricos para el diseño y optimización de la solución; y Sofitec coordina el proyecto y lidera la validación industrial.