Motores aeronáuticos reequipados con tubos de materiales compuestos
El diseño de tubos y racores no metálicos que imiten los componentes actuales ha representado un reto increíble para los participantes en el proyecto COMPIPE (Composite pipes and fittings for aero-engines dressing), financiado por la UE. Los conjuntos de tubería resultantes deben ser capaces de resistir la agresividad del entorno operativo de un motor aeronáutico. En concreto, los tubos deben soportar presiones de hasta treinta y un bar, temperaturas de hasta ciento sesenta y cinco grados Celsius, y ser resistentes a la corrosión ante el contacto con aceites hidráulicos, queroseno u otros fluidos. Además, dicho ambiente agresivo incluye también las vibraciones y el maltrato en general. Dependiendo de su ubicación, estos tubos también deben ser ignífugos en distintos grados. Los participantes en el proyecto COMPIPE han empezado comparando la tecnología más avanzada en tubos metálicos para motores aeronáuticos con la de tubos en materiales compuestos que se utilizan en diversas aplicaciones. Las opciones disponibles comprenden materiales termoestables y materiales termoplásticos. La conclusión ha sido que los polímeros reforzados con fibra de carbono (PRFC) son los que han demostrado poseer la mejor combinación de características y conformabilidad. Seguidamente se han estudiado varios diseños y materiales para las uniones de tubería y los racores. Una vez investigados una amplia variedad de métodos, los investigadores han adaptado técnicas propias de los metales a los materiales compuestos y han desarrollado un proceso patentado que permite unir los racores a los tubos en material compuesto con elevada precisión. El último desafío ha sido comprobar la capacidad del PRFC trenzado para superar los ensayos requeridos. Después de más de dos años y medio de investigación, se ha conseguido moldear y posconformar el material compuesto para producir formas complejas. Es significativo el hecho de que los productos finales cumplen con los exigentes requisitos de ensayos para materiales ignífugos en sus distintos grados. El equipo del proyecto ha logrado trasladar el equipamiento de los motores aeronáuticos al siglo XXI. Los diseños y componentes de tuberías habían permanecido prácticamente inalterados durante mucho tiempo. Por citar un ejemplo, hay poca diferencia entre los materiales y componentes utilizados en el equipamiento del motor aeronáutico Rolls-Royce Trent más reciente y el modelo RB211 de los años setenta. Gracias al proyecto COMPIPE se ha comprobado también que una reducción de peso discreta en un único racor puede afectar de manera muy significativa el coste global y el impacto medioambiental de la fabricación y el vuelo de una aeronave. Las estimaciones iniciales demuestran que se pueden lograr ahorros impresionantes de hasta diez quilogramos por motor merced a esta nueva tecnología.
Palabras clave
Motores aeronáuticos, tubos en materiales compuestos, composites, aeronaves, COMPIPE, ignífugo, PRFC
