Una tesis del CITENI demuestra la viabilidad de la curación eléctrica de composites como alternativa eficiente al autoclave

Una investigación del Centro de Investigación en Tecnologías Navales e Industriales (CITENI), en el Campus Industrial de Ferrol, propone una alternativa al proceso tradicional de fabricación de composites de fibra de carbono basada en el uso de electricidad.

El trabajo se centra en el proceso de curado de composites, una etapa clave en la que una resina líquida se endurece mediante calor y presión hasta formar una pieza sólida y resistente. Este proceso suele realizarse en hornos o autoclaves, equipos costosos y de alto consumo energético.

En este contexto, la tesis de doctorado de la investigadora Laura Sabela Vázquez, titulada «Escalado industrial y mejora de la eficiencia energética en el curado de composites mediante corriente eléctrica», propone sustituir estos sistemas por un método basado en el efecto Joule, en que la corriente eléctrica genera calor directamente en el material gracias a la conductividad de las fibras de carbono. Este enfoque permite acortar los tiempos de fabricación y reducir el consumo energético.
Desarrollada dentro del Grupo de Investigación Propiedades Térmicas y Reológicas de Materiales (PROTERM), la tesis fue codirigida por el investigador del CITENI Ramón Artiaga junto al investigador del CITIC Salvador Naya, y analiza la viabilidad del proceso desde una perspectiva tanto técnica como industrial.

Electricidad como alternativa al autoclave

La investigación profundiza en el uso del calentamiento por resistencia eléctrica –efecto Joule– como mecanismo de curación, que aprovecha la propia conductividad de las fibras de carbono para generar calor de forma interna mediante corriente continua. Frente a los métodos convencionales, que requieren grandes infraestructuras y largos ciclos de procesamiento, este sistema permite formular soluciones más compactas, eficientes y adaptables a distintos entornos industriales.

Los resultados, obtenidos mediante técnicas como el análisis mecánico-dinámico (DMA) –que evalúa la respuesta del material ante esfuerzos y cambios de temperatura– y la calorimetría diferencial de barrido (DSC) –que estudia los intercambios de calor durante la curación–, muestran que el proceso eléctrico alcanza niveles de calidad equivalentes a los métodos tradicionales, tanto en grado de curado como en estabilidad térmica. Además, se constata una reducción significativa del tiempo de procesamiento y del consumo energético.

El estudio incorpora también un análisis estadístico avanzado mediante modelos adictivos generalizados (GAM), que permite identificar la influencia de las variables de fabricación en el comportamiento final del material. A eso se suman ensayos de fatiga, que simulan condiciones de uso repetido y que indican que las piezas curadas electricamente –en especial con compactación previa al vacío– pueden igualar e incluso mejorar el rendimiento de las obtenidas en horno.

Hacia una aplicación industrial

En conjunto, los resultados hacen de esta tecnología una alternativa prometedora para una fabricación más rápida, eficiente y sostenible, con especial interés en aplicaciones estructurales y en escenarios de reparación in situ.

Más allá de la validación experimental, la tesis aborda el reto del escalado industrial del proceso, para el cual identifica las variables críticas de diseño y las condiciones operativas necesarias para implantarlo en entornos productivos reales, lo que refuerza su potencial de transferencia al tejido industrial.

El estudio concluye que la curación por el efecto Joule no solo mejora de forma notable la eficiencia energética, sino que también amplía las posibilidades tecnológicas en la fabricación avanzada de materiales compuestos.

Defensa de la tesis y reconocimiento académico

La tesis fue defendida el pasado 24 de abril en el Edificio de Batallones del Campus Industrial de Ferrol ante un tribunal presidido por Francisco Corpas (Universidad de Jaén), con Ana Isabel Ares (Universidade da Coruña) como secretaria y Silvia Gómez (Universidade de Vigo) como vocal.

El trabajo fue calificado con sobresaliente y propuesto para la mención cum laude, en reconocimiento a su solidez científica y su aplicabilidad en el ámbito industrial.

Investigación con impacto desde el Campus Industrial de Ferrol

Esta tesis se enmarca en las líneas estratégicas de la investigación que se hace en el CITENI alrededor de los materiales compuestos, la eficiencia energética y la fabricación avanzada. El trabajo refuerza el papel del Campus Industrial de Ferrol como un ecosistema de investigación aplicada, orientado al desarrollo de soluciones tecnológicas innovadoras que respondan a los desafíos actuales de la industria, combinando sostenibilidad, eficiencia y transferencia de conocimiento.