El uso de materiales compuestos en estructuras aeronáuticas ofrece numerosas ventajas frente a las aleaciones metálicas tradicionales, entre las que destacan una mayor rigidez y resistencia específicas, así como una mayor durabilidad y resistencia a la corrosión. Actualmente, el tipo de material compuesto más empleado en el sector aeronáutico está formado por fibras de carbono y una matriz (resina) de tipo polimérico. Las fibras aportan resistencia y rigidez, mientras que la matriz tiene como misión soportar las fibras, protegerlas frente a la corrosión y conferirles cierta resistencia a cortadura.
A pesar de las ventajas mencionadas anteriormente, la falta de conductividad eléctrica de las resinas que se emplean en este tipo de materiales impide que, en caso de impacto de rayo, la corriente eléctrica siga las trayectorias deseadas. Si la corriente no se evacúa correctamente, provocará por efecto Joule un calentamiento excesivo de la resina, que se evaporará y dañará la estructura del avión.
Y es que no estamos hablando de una corriente cualquiera, sino de una corriente eléctrica de una intensidad desproporcionada. En caso de tormenta, la diferencia de potencial existente entre el suelo y la tierra (o entre nubes) puede generar intensidades de hasta 200 mil amperios en pocos milisegundos. Para hacernos una idea de la magnitud de esta corriente eléctrica, sirva este ejemplo: para mover un motor de arranque hacen falta aproximadamente 100 amperios; eso significa que con un rayo podríamos arrancar 2 mil motores a la vez.
Teniendo en cuenta los efectos adversos que puede causar un impacto de rayo en materiales compuestos, y sabiendo que un avión comercial recibe aproximadamente un impacto de rayo al año, es obvio que la falta de conductividad de las resinas es un problema que debemos abordar si queremos aprovechar las ventajas de los materiales compuestos.
¿Cómo se soluciona este problema actualmente? Mediante el uso de mallas metálicas que, lógicamente, aumentan el peso y reducen las ventajas del uso de materiales compuestos. Otra opción que se está investigando es la mejora de la conductividad eléctrica de las resinas mediante, entre otros, la adición de nanotubos de carbono.
Si quieres saber más sobre este tema, puedes visitar estos enlaces (en inglés):
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