El profesor Fernando Sánchez ha presentado en el congreso internacional 27th International Conference on Composite Structures los últimos avances del proyecto “Tecnología de fabricación aditiva totalmente 3D de moldes para la energía del futuro. Hacia la transición ambiental y el desarrollo sostenible” (TED2021-130879B-C22),financiado en la convocatoria 2021 de Proyectos estratégicos orientados a la transición ecológica y a la transición digital de la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación.
En este foro internacional de expertos, celebrado en Salerno, Italia, el profesor de la CEU UCH ha presentado la ponencia Analysis of thermal development during curing and mechanical characterization of nanomodified adhesives based on in-mould induction heating system (F. Sánchez, L.Cano, A.Sakalyte, L. Domenech, V.García, M.Ibañez).
Según explica el profesor Fernando Sánchez, la demanda mundial de energía eólica está impulsando la fabricación de palas de turbina cada vez más grandes, lo que alarga los tiempos de producción. Este estudio analiza cómo el uso de nanopartículas que generan calor por inducción puede acortar la prolongada fase de curado durante el ensamblaje y unión de las palas.
Estas nanopartículas incrementan la reacción química de auto-calentamiento en adhesivos epoxi, posibilitando una colocación precisa de precursores reactivos para crear uniones compuestas directamente en el sitio. La investigación examina nanopartículas mezcladas con resinas termoendurecibles comerciales para desarrollar polímeros capaces de auto-calentar y reforzar estructuras compuestas in situ, enfocándose especialmente en una pasta adhesiva tixotrópica.
Comportamiento térmico en el proceso de curado
Los métodos convencionales, como hornos de convección, mantas térmicas y calentadores radiantes, calientan indirectamente la línea de unión, lo que disminuye la eficiencia porque requieren energía extra para calentar toda la estructura. Por otro lado, el calentamiento por inducción utiliza campos electromagnéticos de alta frecuencia para calentar materiales receptores incrustados justo en la línea de unión, mejorando localmente el proceso de curado. Esto permite un calentamiento preciso, reduce el riesgo de sobrecalentamiento en partes cercanas y elimina la necesidad de conexiones eléctricas directas.
Además, se explora la integración de polvos magnéticos adhesivos como susceptores, cuya temperatura máxima está limitada por la Curie, permitiendo así un proceso de calentamiento controlado adecuado a las necesidades del adhesivo. Se propone diseñar un modelo de elementos finitos que prediga el comportamiento térmico de la capa adhesiva durante el curado, combinando ecuaciones de transferencia de calor y cinética de curado. El objetivo es optimizar los tiempos de curado y prevenir el sobrecalentamiento, preservando la calidad de la unión.
El estudio también examina el comportamiento térmico de diversas nanopartículas mediante análisis de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y realiza pruebas físicas y mecánicas para satisfacer requerimientos específicos de producción. Se desarrolla un prototipo de laboratorio del dispositivo de inducción y del proceso de unión, evaluando si esta tecnología puede ampliarse para la producción industrial de palas de aerogeneradores. Este método busca aumentar la eficiencia en la producción de palas al reducir los ciclos de curado y asegurar su integridad estructural mediante tecnologías adhesivas avanzadas.
