Los rayos X elevan a nuevas cotas los ensayos no destructivos en el sector aeronáutico
Los plásticos o polímeros reforzados con fibras de carbono (CFRP) son materiales ligeros de gran resistencia que han permitido a la industria aeroespacial reducir las emisiones y el consumo de combustible sin comprometer el rendimiento. De hecho, el objetivo es que la próxima generación de aeronaves contenga en su estructura más de un 50 % de materiales compuestos. El abanico de componentes que pueden formarse a partir de estos materiales sigue creciendo, abarcando en la actualidad el diseño de estructuras internas y formas complejas. Gracias a la financiación otorgada por la UE al proyecto QUICOM (Quantitative inspection of complex composite aeronautic parts using advanced X-ray techniques), se está desarrollando una plataforma tecnológica revolucionaria para efectuar ensayos no destructivos (END) de componentes aeronáuticos. De la misma manera que un médico utiliza radiografías para emitir diagnósticos, los ingenieros aeronáuticos podrán, por ejemplo, utilizarlas para caracterizar la estructura interna de componentes. El grupo de científicos de este proyecto ha desarrollado metodologías optimizadas de adquisición y procesamiento de imagen capaces de analizar poros, fibras y matrices en los componentes de materiales compuestos. Además, se generaron escenarios de simulación de piezas CFRP pequeñas de alto volumen para representar características individuales, por ejemplo poros, fibras y delaminación, entre otras. A fin de obtener información detallada sobre las características de los materiales y componentes, se investigó una amplia variedad de técnicas de tomografía computarizada (TC), entre ellas la TC robotizada, la TC integral por procesos rápidos, la TC multienergética, la TC de alta resolución y técnicas avanzadas de rayos X. Por ejemplo, la técnica de detección de un único fotón permitió obtener excelentes imágenes de compuestos con incrustaciones metálicas y estructuras tipo sándwich con núcleo de metal. También se realizaron actividades de modelado de piezas CFRP grandes y complejas, y se ideó un método para calcular la porosidad absoluta de compuestos sin la necesidad de emplear muestras de referencia. Por último, se desarrollaron y evaluaron dos vías de análisis y visualización de resultados. El consorcio aplicó satisfactoriamente la plataforma tecnológica de QUICOM según lo previsto y, al término del proyecto, demostró su funcionalidad en varias facetas. Las distintas técnicas propuestas se someterán a pruebas detalladas y pasarán por una fase de perfeccionamiento, con vistas a evaluar y aumentar su potencial para usos industriales. Se espera que la plataforma tecnológica de QUICOM revolucione la manera de realizar ensayos no destructivos en compuestos CFRP. La rentabilidad y el rápido acceso a caracterizaciones tridimensionales no destructivas elevarán a la industria aeroespacial europea a nuevas cotas.
Palabras clave
Rayos X, ensayos no destructivos, aeronáutica, CFRP, plataforma tecnológica, QUICOM
