Materiales autoreparantes

Materiales autorreparantes
17 April 2008

¿Llegará el día en que las grietas se cierren sin ayuda externa antes de que alcancen un tamaño tal que provoque la rotura del componente? Esto parece una utopía, pero ya sucede en la naturaleza. Cuando una persona sufre una pequeña herida, el cuerpo humano reacciona para cerrar la brecha, enviando las plaquetas necesarias para ello, sin que, muchas veces, se precise emplear ninguna sustancia coagulante externa, ya que la proporciona el propio organismo.

Esta reacción de la naturaleza al daño sufrido ha sido la base para desarrollo de los materiales
autorreparantes poliméricos, con capacidad de recuperar una gran parte de las propiedades perdidas, sin ninguna o, a lo sumo, con una mínima ayuda exterior. En el caso de materiales cerámicos o metálicos el progreso es mucho más lento, limitándose a unos pasos incipientes.

Al presente son destacables dos tecnologías de autorreparación en materiales poliméricos: la de
encapsulado de adhesivo y la térmica.
Como su nombre indica, la primera de ellas consiste en la existencia de una serie de "almacenes" de adhesivo, que se hallan distribuidos lo más homogéneamente a lo largo del material, de forma que cuando la grieta alcanza uno de ellos se libera el adhesivo que, juntamente con un catalizador, cierra la grieta y polimeriza el material aportado.

Existen dos variedades dentro de esa línea de actuación, según se empleen microcápsulas o tubos que contengan el adhesivo.
INASMET-Tecnalia ha trabajado en esta línea en un proyecto que se ha efectuado para AIRBUS, habiendo conseguido producir una serie de microcápsulas y distribuirlas en una resina polimérica. Este ha sido un primer paso fundamental, para lograr un conocimiento de las dificultades que pueden surgir en el proceso de encapsulado.
El segundo método, que se desarrolla por la Universidad de Bristol en un proyecto para la ESA, es muy similar. La diferencia se halla en el empleo de tubos rellenos de adhesivo en lugar de microcápsulas.

La vía térmica utiliza una metodología de reparación diferente. El material, que se ha desarrollado por la Universidad de Sheffield, consiste en un compuesto de matriz polimérica reforzado con fibras de carbono.
La matriz polimérica a su vez está formada por una solución sólida de un polímero termoplástico y otro termoestable.
La única restricción del material termoestable consiste en que sea el adecuado para incorporar las fibras de refuerzo en su seno.
Mayores limitaciones ofrece el material termoplástico, lo que limita las posibilidades de selección del mismo, que viene muy condicionado por el termoestable empleado. En este caso, cuando se detecta el daño, la reparación se efectúa calentando el material por algún dispositivo incorporado al mismo.

Este calentamiento es capaz de elevar la temperatura por encima de la de fusión del material
termoplástico, que, en consecuencia, se funde y fluye hacia las zonas dañadas, de forma que se sellan las grietas existentes y se restaura la integridad perdida del componente. También en este campo ha trabajado INASMET-Tecnalia dentro en el marco del proyecto antes mencionado.
Se debe recalcar que el desarrollo de los materiales autorreparantes se halla toda-vía en una etapa inicial y queda un largo camino a recorrer antes de alcanzar la meta deseada. Sin embargo, los resultados obtenidos animan a proseguir en el esfuerzo.

Además de la participación en el mencionado proyecto, INASMET-Tecnalia desarrolla en la actualidad diversos estudios relacionados con la creciente demanda que se prevé se producirá en relación con los materiales autorreparantes.