Unha tese do CITENI demostra a viabilidade da curación eléctrica de compósitos como alternativa eficiente ao autoclave

Unha investigación do Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI), no Campus Industrial de Ferrol, propón unha alternativa ao proceso tradicional de fabricación de compósitos de fibra de carbono baseada no uso de electricidade.

O traballo céntrase na chamada curación de compósitos, unha etapa chave na que unha resina líquida se endurece mediante calor e presión ata formar unha peza sólida e resistente. Este proceso adoita realizarse en fornos ou autoclaves, equipos custosos e de alto consumo enerxético.

Neste contexto, a tese de doutoramento da investigadora Laura Sabela Vázquez, titulada «Escalaxe industrial e mellora da eficiencia enerxética na curación de compósitos mediante corrente eléctrica», propón substituír estes sistemas por un método baseado no efecto Joule, en que a corrente eléctrica xera calor directamente no material grazas á condutividade das fibras de carbono. Este enfoque permite acurtar os tempos de fabricación e reducir o consumo enerxético.

Desenvolvida no seo do grupo de investigación Propiedades Térmicas e Reolóxicas de Materiais (PROTERM), a tese foi codirixida polo investigador do CITENI Ramón Artiaga xunto ao investigador do CITIC Salvador Naya, e analiza a viabilidade do proceso desde unha perspectiva tanto técnica como industrial.

Electricidade como alternativa ao autoclave

A investigación profunda no uso do quecemento por resistencia eléctrica –efecto Joule– como mecanismo de curación, aproveitando a propia condutividade das fibras de carbono para xerar calor de forma interna mediante corrente continua. Fronte aos métodos convencionais, que requiren grandes infraestruturas e longos ciclos de procesamento, este sistema permite formular solucións máis compactas, eficientes e adaptables a distintas contornas industriais.

Os resultados, obtidos mediante técnicas como a análise mecánica-dinámica (DMA) –que avalía a resposta do material ante esforzos e cambios de temperatura– e a calorimetría diferencial de varrido (DSC) –que estuda os intercambios de calor durante a curación–, mostran que o proceso eléctrico alcanza niveis de calidade equivalentes aos métodos tradicionais, tanto en grao de curación como en estabilidade térmica. Ademais, constátase unha redución significativa do tempo de procesamento e do consumo enerxético.

O estudo incorpora tamén unha análise estatística avanzada mediante modelos aditivos xeneralizados (GAM), que permite identificar a influencia das variables de fabricación no comportamento final do material. A iso súmanse ensaios de fatiga, que simulan condicións de uso repetido e que indican que as pezas curadas electricamente –en especial con compactación previa ao baleiro– poden igualar e mesmo mellorar o rendemento das obtidas en forno.

Cara á aplicación industrial

En conxunto, os resultados fan desta tecnoloxía unha alternativa prometedora para unha fabricación máis rápida, eficiente e sostible, con especial interese en aplicacións estruturais e en escenarios de reparación in situ.

Máis aló da validación experimental, a tese aborda o reto da escalaxe industrial do proceso, para o cal identifica as variables críticas de deseño e as condicións operativas necesarias para implantalo en contornas produtivas reais, o que reforza o seu potencial de transferencia ao tecido industrial.

O estudo conclúe que a curación polo efecto Joule non só mellora de forma notable a eficiencia enerxética, senón que tamén amplía as posibilidades tecnolóxicas na fabricación avanzada de materiais compostos.

Defensa da tese e recoñecemento académico

A tese foi defendida o pasado 24 de abril no Edificio de Batallóns do Campus Industrial de Ferrol ante un tribunal presidido por Francisco Corpas (Universidade de Xaén), con Ana Isabel Ares (Universidade da Coruña) como secretaria e Silvia Gómez (Universidade de Vigo) como vogal.

O traballo foi cualificado con sobresaliente e proposto para a mención cum laude, en recoñecemento á súa solidez científica e a súa aplicabilidade no ámbito industrial.

Investigación con impacto desde o Campus Industrial de Ferrol

Esta tese enmárcase nas liñas estratéxicas da investigación que se fai no CITENI ao redor dos materiais compostos, a eficiencia enerxética e a fabricación avanzada. O traballo reforza o papel do Campus Industrial de Ferrol como un ecosistema de investigación aplicada, orientado ao desenvolvemento de solucións tecnolóxicas innovadoras que respondan os desafíos actuais da industria, combinando sustentabilidade, eficiencia e transferencia de coñecemento.