La reducción del peso y la mejora de la eficiencia energética son dos de los grandes retos a los que se enfrenta la industria aeronáutica en su transición hacia modelos más sostenibles. En este contexto, el proyecto RE-CELL trabaja en el desarrollo de una innovadora generación de supercondensadores y baterías estructurales basadas en fibra de carbono reciclada, capaces de almacenar energía al mismo tiempo que forman parte de la propia estructura de la aeronave.
La iniciativa, coordinada por SOFITEC y en la que participan AIMPLAS, Instituto Tecnológico del Plástico, e I2CON, propone un cambio de paradigma en el diseño de componentes aeronáuticos mediante el uso de materiales multifuncionales que combinan propiedades mecánicas y capacidad de almacenamiento energético.
El proyecto, financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y cofinanciado por la Unión Europea a través de fondos FEDER, culminará con la validación de un demostrador a escala real vinculado al montaje del tren de aterrizaje de una aeronave.
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Baterías estructurales: la solución para la electrificación de la aviación
La electrificación del transporte es clave para reducir las emisiones de CO₂, pero en aviación presenta limitaciones importantes debido al peso de las baterías y su densidad energética. En un avión, cada kilogramo cuenta, y el desarrollo de baterías convencionales puede resultar limitado si añade peso sin aportar una función estructural.
RE-CELL aborda este desafío mediante el desarrollo de composites estructurales capaces de almacenar energía, lo que permite eliminar sistemas independientes y optimizar el peso total de la aeronave.
Según explica Esteban Castro, ingeniero I+D en SOFITEC: «El gran reto de la electrificación en aviación no es solo almacenar más energía, sino hacerlo sin penalizar el peso. Las baterías estructurales permiten precisamente eso: que el propio componente cumpla una doble función estructural y energética».
El proyecto persigue un objetivo técnico ambicioso: la batería estructural final deberá alcanzar una capacidad de almacenamiento de hasta 70 Wh/kg, una resistencia máxima a la tracción de 500 MPa y un módulo elástico de 3.5 GPa.
Estas soluciones estarán destinadas inicialmente a aplicaciones no críticas, como sistemas de iluminación de cabina, sentando las bases para una futura integración más amplia en componentes con mayores exigencias estructurales.
Fibra de carbono reciclada: economía circular en la industria aeronáutica
Uno de los elementos diferenciales del proyecto es el uso de fibra de carbono reciclada como base para el desarrollo de estos nuevos materiales. La fibra de carbono es ampliamente utilizada en sectores como aeronáutica, automoción, energía eólica y deporte por su elevada relación resistencia-peso. No obstante, su reciclaje sigue siendo un reto debido a la complejidad de los materiales compuestos y a la necesidad de conservar propiedades mecánicas suficientes para usos exigentes.
RE-CELL busca dar una segunda vida a estas fibras mediante procesos avanzados de reciclado, tratamiento e integración en matrices poliméricas con capacidad estructural y electroquímica.
Esta estrategia no solo contribuye a la reducción de residuos en sectores intensivos en composites, sino que también permite avanzar hacia un modelo de economía circular en la industria aeronáutica.
Fernando Ramos, investigador en Movilidad Sostenible y de Futuro en AIMPLAS, destacó: «En RE-CELL no solo buscamos nuevos materiales más eficientes, sino también más sostenibles. Trabajamos para dar una segunda vida a la fibra de carbono y convertirla en un recurso de alto valor añadido dentro de aplicaciones exigentes como la aeronáutica».
El proyecto no solo aborda el desarrollo de nuevos materiales, sino también algunos de los principales desafíos científicos que han limitado hasta ahora la aplicación real de baterías estructurales, como el desarrollo de electrolitos sólidos funcionales, la variabilidad de las fibras recicladas o la complejidad del comportamiento conjunto entre propiedades mecánicas y electroquímicas.
I2CON lidera el desarrollo de modelos numéricos y herramientas de simulación multifísica para analizar fenómenos que tradicionalmente se han estudiado por separado, como la conducción iónica y la respuesta mecánica del material.
Validación aeronáutica a escala real
La combinación de diseño de materiales, modelado avanzado y validación experimental pretende reducir la brecha entre la investigación académica y la integración en sistemas aeronáuticos, donde los requerimientos de certificación son especialmente exigentes.
El proyecto culminará con la fabricación y validación de un demostrador a escala real, integrado en un componente vinculado al tren de aterrizaje de una aeronave. Este paso permitirá comprobar el comportamiento de la tecnología en condiciones representativas y avanzar en su futura industrialización.
AIMPLAS aporta al proyecto su experiencia en reciclado, desarrollo de materiales poliméricos y fabricación de composites avanzados. Por su parte, I2CON lidera el desarrollo de modelos numéricos para el diseño y optimización de la solución, mientras que SOFITEC impulsa la validación industrial.
Con esta iniciativa, el proyecto contribuye al desarrollo de nuevas soluciones para aplicaciones aeronáuticas basadas en materiales reciclados, posicionando a la Comunitat Valenciana (España) como un referente en innovación para una aviación más sostenible.
«Uno de los principales avances del proyecto es abordar de forma conjunta fenómenos que hasta ahora se estudiaban por separado, como la conducción iónica y el comportamiento mecánico del material. Ese enfoque integrado es clave para dar el salto hacia aplicaciones reales»
Florin Ardelean, investigador en modelado y simulación computacional en I2CON
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