Fraunhofer desarrolla un método innovador de reciclaje de fibra de carbono
Investigadores del Instituto Fraunhofer de Dinámica de Alta Velocidad – Ernst-Mach-Institut (EMI) han desarrollado una tecnología que permite recuperar fibras de carbono continuas de materiales compuestos sin disminuir la calidad del material. Se utilizan láseres de alta potencia para la degradación local de la matriz de plásticos reforzados con fibra multicapa a altas temperaturas. Este método ofrece no solo beneficios ecológicos, sino también un considerable potencial económico.
Los compuestos reforzados con fibra de carbono, ampliamente valorados por su resistencia y ligereza, plantean importantes retos al final de su vida útil, especialmente en términos de reciclaje. Frente a las limitaciones de los métodos tradicionales —basados en trituración y con pérdida de calidad del material—, el Instituto Fraunhofer de Mecánica de Alta Velocidad (EMI) ha desarrollado una solución que permite recuperar las fibras sin comprometer sus propiedades mecánicas.
Termoestables vs. termoplásticos: claves para el reciclaje
Los compuestos de fibra de carbono están compuestos por filamentos incrustados en una matriz polimérica. Esta puede ser termoestable o termoplástica. Mientras que los termoplásticos pueden fundirse y reprocesarse, los termoestables —más comunes en aplicaciones industriales por su facilidad de procesado— no pueden reutilizarse de forma convencional, ya que la matriz polimérica cura de forma irreversible.
Montaje experimental para la pirólisis localizada mediante láser de alta potencia en un anillo compuesto. El proceso permite eliminar la matriz polimérica y recuperar la fibra de carbono de forma continua. La zona activa se indica con el punto rojo del láser.
Recuperación de fibras mediante pirólisis localizada
El equipo del Fraunhofer EMI ha desarrollado un método que combina pirólisis localizada y desenrollado simultáneo de fibras, utilizando un láser de alta potencia. Este procedimiento está especialmente diseñado para estructuras enrolladas como los depósitos de hidrógeno a alta presión, en los que la fibra de carbono se aplica de forma continua sobre un revestimiento plástico.
El proceso elimina la matriz termoestable mediante calor focalizado, preservando la integridad estructural de las fibras. “Lo que distingue a este método es que conseguimos eliminar la matriz y recuperar la fibra al mismo tiempo, de forma continua y sin dañarla”, explicó Mathieu Imbert, director del proyecto.
El desafío técnico radica en controlar la temperatura con precisión: la matriz comienza a degradarse entre los 300 y 600 °C, pero las fibras pueden verse afectadas a partir de los 600 °C. Según Imbert, han logrado encontrar un equilibrio óptimo entre eficiencia y calidad: “Las fibras recuperadas conservan propiedades equivalentes a las originales, lo que convierte este proceso en una alternativa muy prometedora”.
Sostenibilidad y rentabilidad: un doble beneficio
Además de su impacto ambiental positivo, el nuevo método presenta ventajas económicas significativas. La recuperación localizada de fibras reduce notablemente los tiempos de procesamiento y los costes energéticos, en comparación con la producción de fibras nuevas. De hecho, este proceso consume solo una quinta parte de la energía necesaria para fabricar fibra virgen, una diferencia crítica ante el contexto de creciente presión regulatoria y costes energéticos al alza.
El desarrollo forma parte del proyecto DigiTain, financiado por el Ministerio Federal de Economía y Acción Climática de Alemania (BMWK), y se extenderá hasta finales de 2025. Los investigadores trabajan actualmente en mejorar aún más la eficiencia energética y la calidad del material recuperado. El objetivo final es facilitar la transferencia industrial del proceso, posicionándolo como una solución viable y escalable para el reciclaje de compuestos avanzados.
